JP2005093512A - Method of manufacturing wiring circuit board and multilayer wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばICやLSIなどの電子デバイス実装用の配線回路基板の製造方法及び多層配線基板の製造方法に関し、特に高密度実装を実現できる配線回路基板の製造方法及び多層配線基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed circuit board for mounting electronic devices such as IC and LSI and a method for manufacturing a multilayer wiring board, and more particularly to a method for manufacturing a printed circuit board capable of realizing high-density mounting and a method for manufacturing a multilayer wiring board. About.
近年の半導体製造技術の進歩は非常に目覚しく、半導体素子の微細化は、マスクプロセス技術及びエッチング技術等の微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。そして、配線基板を高集積化するためには、配線基板を多層化し、且つ上下配線間の接続を高信頼度で且つ微細に形成する必要がある。そのために、例えば銅箔等の金属膜を一方の表面側からウェットエッチングによりエッチングすることにより縦断面形状が台形のバンプを形成し、そのバンプを、上下配線間を導通する層間膜導通手段として用いている(例えば、特許文献1)。 In recent years, the progress of semiconductor manufacturing technology is very remarkable, and the miniaturization of semiconductor elements has been realized by the dramatic progress of fine pattern formation technology such as mask process technology and etching technology. In order to highly integrate the wiring board, it is necessary to make the wiring board multi-layered and to form the connection between the upper and lower wirings with high reliability and fineness. For that purpose, for example, a metal film such as copper foil is etched from one surface side by wet etching to form a bump having a trapezoidal longitudinal cross section, and the bump is used as an interlayer film conduction means for conducting between the upper and lower wirings. (For example, Patent Document 1).
ここで、図4及び図5を参照しつつ、銅からなるバンプを銅箔上に形成し、さらにそのバンプが形成された配線回路基板を利用して多層配線基板を製造する工程について説明する。この図4及び図5は、従来技術の製造工程を示す基板の断面図である。 Here, with reference to FIGS. 4 and 5, a process of manufacturing a multilayer wiring board using a wiring circuit board on which a bump made of copper is formed on a copper foil and the bump is formed will be described. 4 and 5 are cross-sectional views of the substrate showing the manufacturing process of the prior art.
まず、図4(a)に示すように、多層金属板300を用意する。この多層金属板300は、厚さ約18μmの銅箔からなる配線形成用金属層301上に積層された、厚さ約2μmのNi(ニッケル)からなるエッチングストッパー層302と、更にエッチングストッパー層302の上に積層された、厚さ約100μmの銅箔からなるバンプ形成用金属層303とからなる。
First, as shown in FIG. 4A, a
次に、図4(b)に示すように、バンプ形成用金属層303の上にレジスト304を塗布又はラミネートする。そして、複数の円形パターンが形成された露光マスクを使用して露光を行い、続いて現像を行うことにより、図4(c)に示すように、レジストマスク305を形成する。このレジストマスク305は円形パターンをなしている。尚、隣接するレジストマスク間の距離をd1とする。
Next, as shown in FIG. 4B, a
次に、図4(d)に示すように、レジストマスク305をマスクとしてバンプ形成用金属層303をエッチングすることにより、上下配線間を導通する層間膜導通手段のバンプ306を形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, the bump forming
レジストマスク305は円形パターンをなしているため、バンプ306の横断面形状は円形となる。また、ウェットエッチングによりエッチングを行うため、バンプ形成用金属層303は等方的にエッチングされる。従って、レジストマスク305の下にもエッチング溶液が入り込み、縦方向と同時に横方向にもエッチングが進行する(サイドエッチ)。その結果、バンプ306の縦断面形状は略台形となり、隣接するバンプの底面間の距離はd6となる。また、このエッチングにおいて、エッチングストッパー層302はバンプ形成用金属層303のエッチング時に配線形成用金属層301がエッチングされるのを防止する。
Since the
そして、図4(e)に示すように、レジストマスク305を剥離した後、バンプ306をマスクとしてエッチングストッパー層302をエッチングして除去する。このとき、バンプ306と配線形成用金属層301との間にエッチングストッパー層307が介在する。次に、図4(f)に示すように、バンプ306の頂部のみが露出するように樹脂等の絶縁膜308をバンプ306上から押し込み、圧着し、配線回路基板309を製造する。
Then, as shown in FIG. 4E, after removing the
次に、図5を参照しつつ、配線回路基板309を利用した多層配線基板の製造工程について説明する。図5(a)に示すように、配線回路基板309、320及びコア基板310を用意し、コア基板311の上下両面に配線回路基板309及び320を配置する。
Next, a manufacturing process of a multilayer wiring board using the
コア基板310は、樹脂又はセラミック材料からなる絶縁基板311と、銅等の金属からなる配線312と、上下導体間接続用スルーホール313とからなる。また、配線312は、例えば配線312a、312b及び312cから構成されている。絶縁基板311の一方の面には配線312aが形成されており、他方の面には配線312bと配線312cが形成されている。そして、絶縁基板311の上下の面に設けられている配線312aと312bは、上下導体間接続用のスルーホール313によって接続されている。スルーホール313は、ドリルで絶縁基板311に孔を形成した後、その孔の内壁にめっき法等で銅等の金属層314を形成することにより作製される。
The
配線回路基板320は、配線回路基板309と同じ方法によって製造される。配線回路基板320は、配線形成用金属層321上に、厚さ約2μmのNiからなるエッチングストッパー層322を介して、銅からなるバンプ323が形成されている。そして、バンプ323の頂部が露出するように絶縁膜324が形成されている。
The printed
そして、図5(b)に示すように、配線回路基板309及び320によってコア基板310を挟んで圧着することにより、多層配線基板330を製造する。このとき、配線回路基板301に形成されたバンプ306の頂部がコア基板310に形成された配線312aと接触するように、配線回路基板309とコア基板310を圧着する。また、配線回路基板320に形成されたバンプ323の頂部がコア基板310に形成された配線312cと接触するように、配線回路基板320とコア基板310を圧着する。
Then, as shown in FIG. 5B, the
次に、多層配線基板330の上下両面にレジストを塗布し、露光及び現像を行うことにより、図5(c)に示すように、所定のパターンを有するレジストマスク331a〜331eを形成する。尚、互いに隣接するレジストマスク331aと331bとの間の距離をd3とする。
Next, resist is applied to the upper and lower surfaces of the
次に、図5(d)に示すように、レジストマスク331a〜331eをマスクとして配線形成用金属層301及び321をエッチングすることにより配線332(配線332a〜332e)を形成し、多層配線基板340を作製する。ウェットエッチングによりエッチングを行うため、配線形成用金属層301及び321は等方的にエッチングされる。従って、レジストマスク331の下にもエッチング溶液が入り込み、縦方向と同時に横方向にもエッチングが進行する(サイドエッチ)。その結果、配線332の縦断面形状は略台形となり、互いに隣接する配線332aと332bの底面間の距離はd7となる。
Next, as shown in FIG. 5D, the wiring forming
しかしながら、微細パターンを有する回路を作製するために隣接するバンプ間又は配線間の距離を短くする必要があるが、従来技術においては、バンプ間や配線間でショートが発生してしまう問題があった。 However, in order to fabricate a circuit having a fine pattern, it is necessary to shorten the distance between adjacent bumps or wirings. However, in the prior art, there is a problem that a short circuit occurs between bumps or wirings. .
つまり、等方的なエッチングであるウェットエッチングによりバンプ形成用金属層303をエッチングすると、サイドエッチが生じるため、バンプ306の縦断面形状は略台形となってしまう。そして、微細パターンを形成するためにレジストマスク305の間の距離d1を短くする(設計パターンを微細化する)と、隣接するバンプの底面間の距離d6は設計パターンに応じて短くなるため、バンプの底面間で十分なスペースを確保することができず、バンプの底面間でショートが発生してしまう。
That is, when the bump forming
また、配線についても同様に、サイドエッチの影響により、配線432a〜432eの縦断面形状は略台形となってしまう。そして、微細パターンを形成するためにレジストマスク431aと431bの間の距離d3を短くする(設計パターンを微細化する)と、配線432aと432bの底面間の距離d7は設計パターンに応じて短くなるため、配線の底面間で十分なスペースを確保することができず、配線432aと配線432bとの間でショートが発生してしまう。 Similarly, the vertical cross-sectional shapes of the wirings 432a to 432e are substantially trapezoidal due to the influence of side etching. When the distance d3 between the resist masks 431a and 431b is shortened (the design pattern is miniaturized) to form a fine pattern, the distance d7 between the bottom surfaces of the wirings 432a and 432b is shortened according to the design pattern. Therefore, a sufficient space cannot be secured between the bottom surfaces of the wirings, and a short circuit occurs between the wirings 432a and 432b.
このように、バンプ間又は配線間でショートが発生するのは、バンプ及び配線の縦断面形状が略台形となることにより、底面間で十分なスペースを確保することができないからである。 As described above, the short circuit occurs between the bumps or between the wirings because the vertical cross-sectional shape of the bumps and the wirings is substantially trapezoidal, so that a sufficient space cannot be secured between the bottom surfaces.
本発明は上記の問題を解決するものであり、微細パターンを形成するためにレジストマスク間の距離を短くしても、バンプ又は配線の底面間で十分なスペースを確保することができ、その結果、バンプ間及び配線間でショートが発生しない配線回路基板及び多層配線基板の製造方法を提供するものである。 The present invention solves the above problem, and even if the distance between the resist masks is shortened to form a fine pattern, a sufficient space can be secured between the bottom surfaces of the bumps or wirings. The present invention provides a printed circuit board and a multilayer wiring board manufacturing method in which no short circuit occurs between bumps and between wirings.
請求項1記載の発明は、配線形成用金属層の上にエッチングストッパー層を介して、第1のバンプ形成用金属層が形成され、該第1のバンプ形成用金属層の上に該第1のバンプ形成用金属層よりもエッチング速度が遅い第2のバンプ形成用金属層が形成された多層金属板に対して、前記第2のバンプ形成用金属層の上にレジストを塗付又はラミネートし、パターニングすることによりレジストマスクを形成するレジストマスク形成ステップと、前記レジストマスクをマスクとして前記第1のバンプ形成用金属層及び前記第2のバンプ形成用金属層をエッチングすることにより、バンプを形成するバンプ形成ステップと、前記バンプが形成された面に前記バンプの頂部が露出するように絶縁膜を積層する絶縁膜積層ステップと、を含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法である。 In the first aspect of the present invention, a first bump forming metal layer is formed on the wiring forming metal layer via an etching stopper layer, and the first bump forming metal layer is formed on the first bump forming metal layer. A resist is applied to or laminated on the second bump-forming metal layer on the multilayer metal plate on which the second bump-forming metal layer having a slower etching rate than the bump-forming metal layer is formed. Forming a resist mask by patterning, and forming a bump by etching the first bump forming metal layer and the second bump forming metal layer using the resist mask as a mask. A bump forming step, and an insulating film laminating step for laminating an insulating film so that a top of the bump is exposed on a surface on which the bump is formed. A method of manufacturing a printed circuit board to be.
請求項2記載の発明は、エッチングストッパー層の一方の面の上に第1のバンプ形成用金属層が形成され、該第1のバンプ形成用金属層の上に該第1のバンプ形成用金属層よりもエッチング速度が遅い第2のバンプ形成用金属層が形成され、前記エッチングストッパー層の他方の面の上に第1の配線形成用金属層が形成され、該第1の配線形成用金属層の上に該第1の配線形成用金属層よりもエッチング速度が遅い第2の配線形成用金属層が形成された多層金属板に対して、前記第2のバンプ形成用金属層の上にレジストを塗布し、パターニングすることによりレジストマスクを形成するレジストマスク形成ステップと、前記レジストマスクをマスクとして前記第1のバンプ形成用金属層及び前記第2のバンプ形成用金属層をエッチングすることにより、バンプを形成するバンプ形成ステップと、前記バンプが形成された面に前記バンプの頂部が露出するように絶縁膜を積層する絶縁膜積層ステップと、を含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法である。 According to the second aspect of the present invention, a first bump forming metal layer is formed on one surface of the etching stopper layer, and the first bump forming metal is formed on the first bump forming metal layer. A second bump forming metal layer having an etching rate slower than that of the first layer is formed, a first wiring forming metal layer is formed on the other surface of the etching stopper layer, and the first wiring forming metal layer is formed. On the second bump-forming metal layer, a multilayer metal plate on which a second wiring-forming metal layer having an etching rate slower than that of the first wiring-forming metal layer is formed. A resist mask forming step of forming a resist mask by applying and patterning a resist, and etching the first bump forming metal layer and the second bump forming metal layer using the resist mask as a mask. A printed circuit board comprising: a bump forming step for forming a bump; and an insulating film stacking step for stacking an insulating film so that a top of the bump is exposed on a surface on which the bump is formed. It is a manufacturing method.
請求項3記載の発明は、請求項2に記載の配線回路基板の製造方法であって、前記絶縁膜積層ステップの後に、前記第2の配線形成用金属層の上にレジストを塗布又はラミネートし、パターニングすることによりレジストマスクを形成するレジストマスク形成ステップと、前記レジストマスクをマスクして前記第1の配線形成用金属層及び前記第2の配線形成用金属層をエッチングすることにより、配線を形成する配線形成ステップと、を含むことを特徴とするものである。 A third aspect of the present invention is the method for manufacturing a printed circuit board according to the second aspect, wherein a resist is applied or laminated on the second wiring forming metal layer after the insulating film laminating step. A resist mask forming step of forming a resist mask by patterning; and etching the first wiring forming metal layer and the second wiring forming metal layer using the resist mask as a mask, And a wiring forming step to be formed.
請求項4記載の発明は、配線形成用金属層の上にエッチングストッパー層を介してバンプ形成用金属層が形成された多層金属板に対して、前記バンプ形成用金属層の上にネガ型のレジストを塗付又はラミネートし、パターニングすることにより第1のレジストマスクを形成する第1のレジストマスク形成ステップと、前記第1のレジストマスクをマスクとして前記バンプ形成用金属層を所定の膜厚になるまでエッチングすることによりバンプ上部を形成するバンプ上部形成ステップと、前記第1のレジストマスクを残したまま、所定の膜厚になるまでエッチングしたバンプ形成用金属層の上にポジ型のレジストを塗付又はラミネートし、露光及び現像することにより、前記バンプ上部の側面に第2のレジストマスクを形成する第2のレジストマスク形成ステップと、前記第1のレジストマスク及び前記第2のレジストマスクをマスクとして、前記所定の膜厚になるまでエッチングしたバンプ形成用金属層を更にエッチングして、前記バンプ上部の下にバンプ下部を形成することによりバンプを形成するバンプ形成ステップと、前記バンプが形成された面に前記バンプの頂部が露出するように絶縁膜を積層する絶縁膜積層ステップと、を含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法である。 The invention according to claim 4 is a negative-type metal layer on the bump forming metal layer with respect to the multilayer metal plate in which the bump forming metal layer is formed on the wiring forming metal layer via an etching stopper layer. A first resist mask forming step of forming a first resist mask by applying or laminating and patterning a resist, and using the first resist mask as a mask, the bump forming metal layer has a predetermined thickness A bump upper forming step for forming the bump upper portion by etching until a positive resist is formed on the bump forming metal layer etched to a predetermined film thickness while leaving the first resist mask. A second resist that forms a second resist mask on the side surface of the upper portion of the bump by applying or laminating, exposing and developing. And a bump forming metal layer etched to the predetermined film thickness by using the first resist mask and the second resist mask as a mask to further etch the bump under the bump upper portion. A bump forming step of forming a bump by forming a lower portion; and an insulating film laminating step of laminating an insulating film so that a top of the bump is exposed on the surface on which the bump is formed. It is a manufacturing method of a printed circuit board.
請求項5記載の発明は、絶縁層と、前記絶縁層の上下両面に所定のパターンをなして形成されている配線と、を有し、前記上下両面の配線が前記絶縁膜内に形成されたスルーホールによって接続されているコア基板の上下両面に、請求項2に記載の配線回路基板の製造方法によって製造されたバンプが形成された配線回路基板を、前記バンプの頂部が前記コア基板の配線と接するように積層して多層金属板を作製するステップと、前記多層金属板の上下両面にレジストを塗布又はラミネートし、パターニングすることによりレジストマスクを形成するレジストマスク形成ステップと、前記レジストマスクをマスクとして前記第1の配線形成用金属層及び前記第2の配線形成用金属層をエッチングすることにより、配線を形成する配線形成ステップと、を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法である。 The invention according to claim 5 has an insulating layer and wiring formed in a predetermined pattern on both upper and lower surfaces of the insulating layer, and the upper and lower surfaces of the wiring are formed in the insulating film. A wiring circuit board in which bumps manufactured by the method for manufacturing a wiring circuit board according to claim 2 are formed on both upper and lower surfaces of the core board connected by through holes, and the top of the bumps is the wiring of the core board. A multilayer metal plate that is laminated so as to be in contact with the substrate, a resist mask forming step in which a resist mask is formed by applying or laminating a resist on the upper and lower surfaces of the multilayer metal plate and patterning, and the resist mask. By etching the first wiring formation metal layer and the second wiring formation metal layer as a mask, a wiring formation step for forming a wiring is performed. A method for manufacturing a multilayer wiring board, which comprises the flop, the.
請求項6記載の発明は、絶縁層と、前記絶縁層の上下両面に所定のパターンをなして形成されている配線と、を有し、前記上下両面の配線が前記絶縁膜内に形成されたスルーホールによって接続されているコア基板の上下両面に、請求項3に記載の配線回路基板の製造方法によって製造されたバンプが形成された配線回路基板を、前記バンプの頂部が前記コア基板の配線と接するように積層して多層金属板を作製するステップを含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法である。 The invention according to claim 6 includes an insulating layer and wiring formed in a predetermined pattern on both upper and lower surfaces of the insulating layer, and the upper and lower surfaces of the wiring are formed in the insulating film. A wiring circuit board in which bumps manufactured by the method for manufacturing a wiring circuit board according to claim 3 are formed on both upper and lower surfaces of the core board connected by through holes, and the top of the bumps is the wiring of the core board. A method of manufacturing a multilayer wiring board, comprising: a step of producing a multilayer metal plate by being laminated so as to be in contact with each other.
請求項1及び請求項2に記載の発明によると、上層のエッチング速度の遅い金属層から下層のエッチング速度の速い金属層に向けてエッチングを行うことにより、下層を横方向に速くエッチングすることが可能となる。その結果、従来技術と比較して、バンプの底面間で十分なスペースを確保することができ、微細パターンであってもバンプ間でショートが発生しない配線回路基板を製造することが可能となる。 According to the first and second aspects of the invention, the lower layer can be etched quickly in the lateral direction by performing the etching from the metal layer having a lower etching rate toward the metal layer having a lower etching rate. It becomes possible. As a result, compared to the prior art, it is possible to secure a sufficient space between the bottom surfaces of the bumps, and it is possible to manufacture a printed circuit board that does not cause a short circuit between the bumps even with a fine pattern.
また、請求項3に記載の発明によると、段階的にエッチングすることにより、バンプ形成用金属層の下部が十分に除去されるため、バンプの底面間で十分なスペースを確保することができ、微細パターンであってもバンプ間でショートが発生しない配線回路基板を製造することが可能となる。 Further, according to the invention of claim 3, since the lower part of the bump forming metal layer is sufficiently removed by etching stepwise, a sufficient space can be secured between the bottom surfaces of the bumps. Even if it is a fine pattern, it is possible to manufacture a printed circuit board in which no short circuit occurs between bumps.
更に、請求項4に記載の発明によると、上層のエッチング速度の遅い金属層から下層のエッチン速度の速い金属層に向けてエッチングを行うことにより、下層を横方向に速くエッチングすることが可能となる。その結果、従来技術と比較して、配線の底面間で十分なスペースを確保することができ、微細パターンであっても配線間でショートが発生しない配線回路基板を製造することが可能となる。 Further, according to the invention described in claim 4, by performing the etching from the metal layer having a low etching rate to the metal layer having a high etching rate in the lower layer, the lower layer can be etched quickly in the lateral direction. Become. As a result, it is possible to secure a sufficient space between the bottom surfaces of the wirings as compared with the prior art, and it is possible to manufacture a printed circuit board that does not cause a short circuit between the wirings even with a fine pattern.
また、請求項5及び請求項6に記載の発明によると、バンプ又は配線の底面間で十分なスペースが確保された配線回路基板を使用することにより、微細パターンであってもバンプ間又は配線間でショートが発生しない多層配線基板を製造することが可能となる。 Further, according to the invention described in claim 5 and claim 6, by using a printed circuit board in which sufficient space is secured between the bottom surfaces of the bumps or wirings, even between fine bumps or between wirings. Thus, it becomes possible to manufacture a multilayer wiring board in which no short circuit occurs.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図3を参照しつつ説明する。
[第1の実施の形態]
まず、第1の実施の形態について図1を参照しつつ説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における配線回路基板の製造工程を工程順に示す基板の断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
[First Embodiment]
First, a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a substrate illustrating a manufacturing process of a printed circuit board according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
まず、図1(a)に示すように、多層金属板100を用意する。この多層金属板100は、厚さ約18μmの銅箔からなる配線形成用金属層101の上に積層された、厚さ約2μmのNiからなるエッチングストッパー層102と、更にその上に積層された、厚さ約100μmの銅箔からなるバンプ形成用金属層103とからなる。
First, as shown in FIG. 1A, a
バンプ形成用金属層103は、バンプ形成用金属層103aと103bの2層の金属層からなり、エッチングトッパー層102上にバンプ形成用金属層103bが形成され、バンプ形成用金属層103bの上にバンプ形成用金属層103aが形成されている。バンプ形成用金属層103bはバンプ形成用金属層103aよりもエッチング速度が速い材料からなる。従って、同じエッチング条件(エッチング溶液、エッチング時間、温度等)でウェットエッチングを行った場合、バンプ形成用金属層103bは、バンプ形成用金属層103aよりも速くエッチングされる。尚、バンプ形成用金属層103aが本発明の「第2のバンプ形成用金属層」に相当し、バンプ形成用金属層103bが本発明の「第1のバンプ形成用金属層」に相当する。
The bump forming
エッチング速度に差をつけるために、バンプ形成用金属層103aと103bとで、組成や結晶構造等が異なる材料を使用する。例えば、硬度が異なる銅箔を使用することにより、エッチング速度に差をつけることができる。一例として、バンプ形成用金属層103aに硬度が約150[Hv]の銅箔を使用し、バンプ形成用金属層103bに硬度が約80[Hv]の銅箔を使用する。硬度が低い銅箔は、硬度が高い銅箔よりもエッチング速度が速いため、バンプ形成用金属層103bは、バンプ形成用金属層103aよりもエッチング速度が速くなる。硬度が低い銅箔(約80[Hv]の銅箔)は、例えば、硬度が高い銅箔(約150[Hv]の銅箔)を約250℃で15〜60分間焼成することにより得られる。また、一方の銅箔に圧延銅を使用し、他方の銅箔にはめっき銅を使用することによってもエッチング速度に差をつけることが可能である。更に、一方に銅箔を用い、他方に銅合金箔を用いても差をつけることが可能である。
In order to make a difference in the etching rate, materials having different compositions and crystal structures are used for the bump forming
次に、図1(b)に示すように、バンプ形成用金属層103a上にレジスト104を塗布又はラミネートする。そして、従来技術と比較のために、複数の円形パターンが形成された従来技術と同じ露光マスクを使用して露光を行い、続いて現像を行うことにより、図1(c)に示すように、レジストマスク105を形成する。例えば、ネガ型のレジストを塗布し、複数の円形パターンが形成された露光マスクを使用してレジスト104を露光する。その後現像することにより露光されていないレジストを除去し、円形パターンのレジストマスク105を形成する。尚、従来技術と同じパターンが形成された露光マスクを使用することにより、レジストマスク間の距離は従来技術と同じd1となる。
Next, as shown in FIG. 1B, a resist 104 is applied or laminated on the bump forming
そして、図1(d)に示すように、レジストマスク105をマスクとしてバンプ形成用金属層103をエッチングすることによりバンプ106を形成する。このエッチングはウェットエッチングにより行い、使用するエッチング液はNiからなるエッチングストッパー層102をエッチングし得ないが、バンプ形成用金属層103をエッチングできるエッチング液を使用する。尚、円形パターンが形成された露光マスクを使用してパターニングを行うため、バンプ106の横断面形状は円形の形状をなしている。
Then, as shown in FIG. 1D, the bump forming
また、このエッチング工程では、バンプ形成用金属層103aからバンプ形成用金属層103bに向けてエッチングが行われる。バンプ形成用金属層103bのエッチング速度はバンプ形成用金属層103aのエッチング速度よりも速いため、バンプ形成用金属層103bは横方向に速くエッチングされる。このとき、隣接するバンプ106の底面間の距離はd2となる。この距離d2は、従来技術によって形成されたバンプ306の底面間の距離d6と比較して長くなる(d2>d6)。このように、隣接するレジストマスク105間の距離が従来技術と同じd1であっても、エッチング後のバンプ間の距離は従来技術と比較して長くなる。これは、バンプ形成用金属層103bのエッチング速度がバンプ形成用金属層103aのエッチング速度よりも速いため、従来技術と比較してバンプ形成用金属層103bが横方向に速くエッチングされるからである。
In this etching step, etching is performed from the bump forming
このエッチング工程において、エッチングストッパー層102は配線形成用金属膜101がエッチングされるのを防止する。そして、エッチングマスクとして使用したレジストマスク105を剥離する。尚、図1(d)はレジストマスク105を剥離した後の状態を示すものである。
In this etching step, the
そして、図1(e)に示すように、バンプ106をマスクとしてエッチングストッパー層102をエッチングして除去する。このとき、バンプ106と配線形成用金属層101bとの間にエッチングストッパー層107が介在する。このエッチングには、バンプ106を構成する金属(本実施形態においては銅である。)をエッチングしないが、エッチングストッパー層102を構成する金属(本実施形態においてはNiである。)をエッチングするエッチング液(Ni剥離液)を使用する。
Then, as shown in FIG. 1E, the
そして、図1(f)に示すように、バンプ106が形成されている面に絶縁膜108を熱プレスや熱ローラ等で圧着することにより積層して配線回路基板120を作製する。このとき、絶縁膜108の表面からバンプ106の頂部のみが露出するように、バンプ106の高さよりも適宜薄いものを用いる。この絶縁膜108には樹脂やセラミック材料等が使用される。セラミック材料を使用する場合には、予め絶縁膜108を構成するセラミック材料を粉砕し、そのセラミック材料と樹脂とを混合し、複数枚のグリーンシートを作製しておく。
Then, as shown in FIG. 1F, the printed
また、絶縁膜108は、前駆体の状態にある液状のポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等からなる絶縁材料を、カーテンコータ、クターブレード法、バーコータ、スクリーン印刷法等により塗布し、ベーク処理することにより形成してもよい。更に、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂の他、熱可塑性樹脂を使用してもよい。この熱可塑性樹脂には、液晶ポリマー、PEEK、PES、PPS又はPET等が使用され、Tダイ法により成形される。
The insulating
以上のように、バンプ形成用金属層を2層に分けて、上層のエッチング速度の遅い金属層から下層のエッチング速度の速い金属層に向けてエッチングを行うことにより、下層を横方向に速くエッチングすることが可能となる。その結果、従来技術と同じ設計パターンであっても、バンプの底面間で十分なスペースを確保することができ、微細パターンであってもバンプ間でショートが発生しない配線回路基板を製造することが可能となる。 As described above, the bump forming metal layer is divided into two layers, and etching is performed from the metal layer with a slow etching rate to the metal layer with a fast etching rate in the lower layer, thereby quickly etching the lower layer in the horizontal direction. It becomes possible to do. As a result, even with the same design pattern as that of the prior art, a sufficient space can be secured between the bottom surfaces of the bumps, and a printed circuit board that does not cause a short circuit between the bumps even with a fine pattern can be manufactured. It becomes possible.
尚、本実施形態においてはバンプ形成用金属層を2層に分けた多層金属板を使用したが、本発明はこれに限られない。3層以上の層に分けて、下層から上層に向けてエッチング速度が遅い層を複数積層した、または連続的にエッチング速度を変化させた多層金属板を用いてもよい。 In this embodiment, a multilayer metal plate in which the bump forming metal layer is divided into two layers is used, but the present invention is not limited to this. A multilayer metal plate in which a plurality of layers having a low etching rate are laminated from the lower layer to the upper layer or the etching rate is continuously changed may be used by dividing into three or more layers.
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態について図2を参照しつつ説明する。図2は、本発明の第2の実施形態における多層配線基板の製造工程を工程順に示す基板の断面図である。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the multilayer wiring substrate in the second embodiment of the present invention in the order of steps.
まず、図2(a)に示すように、多層金属板130を用意する。この多層金属板130は、第1の実施形態における多層金属板100とほぼ同じ構成をなしているが、バンプ形成用金属層103のみならず、配線形成用金属層101が配線形成用金属層101aと101bの2層の金属層から構成されている点が異なる。配線形成用金属層101bは配線形成用金属層101aよりもエッチング速度が速い材料からなり、エッチングストッパー層102の上に配線形成用金属層101bが形成され、その上に配線形成用金属層101aが形成されている。尚、配線形成用金属層101aは本発明の「第2の配線形成用金属層」に相当し、配線形成用金属層101bは本発明の「第1の配線形成用金属層」に相当する。
First, as shown in FIG. 2A, a
第1の実施形態と同様に、硬度が異なる銅箔を使用することにより、エッチング速度に差をつける。一例として、配線形成用金属層101aに硬度が約150[Hv]の銅箔を使用し、配線形成用金属層101bに約80[Hv]の銅箔を使用することにより、配線形成用金属層101bは配線形成用金属層101aよりもエッチング速度が速くなる。
Similar to the first embodiment, the etching rate is differentiated by using copper foils having different hardnesses. As an example, by using a copper foil having a hardness of about 150 [Hv] for the wiring forming
次に、第1の実施形態と同様に、バンプ形成用金属層103をエッチングしてバンプ106を形成し、その後、エッチングストッパー層102を除去し、絶縁膜108を積層することにより、図2(b)に示すように配線回路基板140を作製する。
Next, as in the first embodiment, the bump forming
次に、図2(c)に示すように配線回路基板140、150及びコア基板160を用意し、コア基板160の上下両面に配線回路基板140及び150を配置する。配線回路基板140は、前述した配線回路基板の製造方法によって製造される。また、配線回路基板150は露光マスクのパターンを変えるのみで、配線回路基板140と同様の工程により作製される。
Next, as shown in FIG. 2C, the
コア基板160は、樹脂又はセラミック材料からなる絶縁基板161と、銅等の金属からなる配線162と、上下導体間接続用スルーホール133とからなる。また、配線162は、配線162a、162b及び162cから構成されている。絶縁基板161の片面には配線162aが形成されており、もう一方の面には配線162bと配線162cが形成されている。そして、絶縁基板131の上下の面に設けられている配線162aと162bは、上下導体間接続用のスルーホール163によって接続される。上下導体間接続用のスルーホール163は、例えばドリルで絶縁基板161に孔を形成した後、その孔の内壁にめっき法により銅等の金属層164を形成することにより作製される。
The
そして、配線回路基板140のバンプ106がコア基板160の一方の面に形成された配線162aと接するように、配線回路基板140とコア基板160とを圧着する。また、配線回路基板150のバンプ106がコア基板160の他方の面に形成された配線162cと接するように、配線回路基板150とコア基板160とを圧着する。その後、200℃〜300℃の温度で仮ベーキングを行う。
Then, the printed
次に、配線形成用金属層101aの上にレジストを塗布又はラミネートする。そして、従来技術と比較のために、従来技術と同じ露光マスクを使用して露光及び現像を行うことにより、図2(d)に示すように、所定のパターンを有するレジストマスク171a〜171eを形成する。尚、従来技術と同じパターンが形成された露光マスクを使用することにより、レジストマスク171aと171bとの間の距離は従来技術と同じd3となる。
Next, a resist is applied or laminated on the wiring forming
そして、レジストマスク171a〜171eをマスクとして、配線形成用金属層101をエッチングすることにより、配線172a〜172eを形成する。例えば、配線172a、172b、172dはエッチングストッパー層107を介してバンプ106の上に形成されている。このようにバンプと配線が形成されることによりバンプと配線は電気的に接続され、各バンプは層間接続手段として機能する。
Then, using the resist
また、隣接する配線172aと172bの間の距離はd4となる。この距離d4は、従来技術によって形成された配線332aと332bの間の距離d7と比較して長くなる(d4>d7)。このように、隣接するレジスト間の距離が従来技術と同じd3であっても、エッチング後の配線間の距離が従来技術と比較して長くなる。これは、配線形成用金属層101bのエッチング速度が配線形成用金属層101aのエッチング速度よりも速いため、従来技術と比較して配線形成用金属層101bが横方向に速くエッチングされるからである。
The distance between the
以上のように、配線形成用金属層を2層に分けて、上層のエッチング速度の遅い金属層から下層のエッチング速度の速い金属層に向けてエッチングを行うことにより、下層を横方向に速くエッチングすることが可能となる。その結果、従来技術と同じ設計パターンであっても、バンプの底面間で十分なスペースを確保することができ、微細パターンであっても配線間でショートが発生しない多層配線基板を製造することが可能となる。また、バンプ形成用金属層と同様に、配線形成用金属層を3層以上の層に分けてもよい。 As described above, the metal layer for wiring formation is divided into two layers, and etching is performed from the metal layer with a lower etching rate toward the metal layer with a lower etching rate, thereby quickly etching the lower layer in the horizontal direction. It becomes possible to do. As a result, even if the design pattern is the same as that of the prior art, a sufficient space can be secured between the bottom surfaces of the bumps, and a multilayer wiring board that does not cause a short circuit between the wirings even if the pattern is fine can be manufactured. It becomes possible. Further, like the bump forming metal layer, the wiring forming metal layer may be divided into three or more layers.
尚、本実施形態においては、コア基板160の両面に配線回路基板140及び150を積層した後に、配線形成用金属層101をエッチングして配線を形成したが、本発明はそれに限られない。予め配線回路基板140及び150の配線形成用金属層101をエッチングして配線を形成し、その後コア基板160に積層して多層配線基板を作製してもよい。
In the present embodiment, the
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態について図3を参照しつつ説明する。図3は、本発明の第3の実施形態における配線回路基板の製造工程を工程順に示す基板の断面図である。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a substrate showing the steps of manufacturing a printed circuit board according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.
図3(a)に示すように、多層金属板200を用意する。この多層金属板200は、厚さ約18μmの銅箔からなる配線形成用金属層201の上に積層された、厚さ約2μmのNiからなるエッチングストッパー層202と、更にその上に積層された、厚さ約100μmの銅箔からなるバンプ形成用金属層203とからなる。
As shown in FIG. 3A, a
次に、バンプ形成用金属層203の上にネガ型のレジスト(図示しない)を塗付又はラミネートし、複数の円形パターンが形成された従来技術と同じ露光マスクを使用して露光を行い、続いて現像を行うことにより、図3(b)に示すように、レジストマスク205を形成する。従来技術と同じパターンが形成された露光マスクを使用することにより、レジストマスク間の距離は従来技術と同じd1となる。
Next, a negative resist (not shown) is applied or laminated on the bump-forming
そして、図3(c)に示すように、レジストマスク205をマスクとして、所定の膜厚になるまでバンプ形成用金属層203をウェットエッチングによりエッチングし、バンプ上部206aを形成する。円形パターンが形成された露光マスクを使用してパターニングを行うため、バンプ上部206aの横断面形状は円形となる。また、サイドエッチの影響によりバンプ上部206aの縦断面形状は略台形となる。
Then, as shown in FIG. 3C, using the resist
次に、図3(d)に示すように、バンプ形成用金属層203の上にポジ型のレジスト207を塗付又はラミネートする。このとき、バンプ上部206aの側面及びレジストマスク205の上にもレジスト207を塗付又はラミネートする。
Next, as shown in FIG. 3D, a positive resist 207 is applied or laminated on the bump forming
次に、基板に対して垂直な角度で光をレジスト207に照射することにより全面的に露光し、その後現像する。ポジ型のレジストを使用して全面的に露光することにより、レジスト207はほぼ全面的に除去されるが、基板に対して垂直な角度で光を照射して露光しているため、バンプ上部206aの側面に塗付又はラミネートされたレジストのみが露光されずに残存し、図3(e)に示すように、バンプ上部206aの側面にレジストマスク208が形成される。この結果、バンプ上部206aの上面にはネガ型のレジストマスク205が形成され、バンプ上部206aの側面にはポジ型のレジストマスク208が形成される。
Next, the resist 207 is irradiated with light at an angle perpendicular to the substrate to expose the entire surface, and then developed. By exposing the entire surface using a positive resist, the resist 207 is almost completely removed. However, since the exposure is performed by irradiating light at an angle perpendicular to the substrate, the bump
次に、図3(f)に示すように、レジストマスク205及びレジストマスク208をマスクとしてバンプ形成用金属層203をエッチングし、バンプ上部206aの下にバンプ下部206bを形成する。バンプ上部206aはレジストマスク205、208により保護されるため、このエッチング工程ではエッチングされることはない。このように、バンプ上部206aの下にバンプ下部206bを形成することにより、バンプ206を形成する。つまり2段階に分けてバンプ形成用金属層203をエッチングしてバンプ206を形成する。
Next, as shown in FIG. 3F, the bump-forming
このとき、隣接するバンプ206の底面間の距離はd5となり、従来技術によって形成されたバンプ306の底面間の距離d6と比較して長くなる(d5>d6)。このように、隣接するレジストマスク205間の距離が従来技術と同じd1であっても、エッチング後のバンプ間の距離は従来技術と比較して長くなる。これは、2段階に分けてエッチングすることにより従来技術と比べて、バンプ形成用金属層203の下部が十分に除去されるためである。つまり、一度にエッチングすると、バンプ形成用金属層の下部は上部に比べてエッチングされる時間が少なく、十分にエッチングされないが、2段階にエッチングを行うことにより、バンプ形成用金属層の下部も十分にエッチングされるからである。その結果、隣接するバンプの底面間で十分なスペースを確保することが可能となる。
At this time, the distance between the bottom surfaces of the
次に、レジストマスク205、208を剥離した後、バンプ206をマスクとしてエッチングストッパー層202をエッチングして除去し、更に、バンプ206が形成された面に絶縁膜210を積層することにより配線回路基板を作製する。尚、バンプ206をマスクとしてエッチングストッパー層202を除去することにより、バンプ206を配線形成用金属層201との間にエッチングストッパー層209が介在することとなる。
Next, after removing the resist
以上のように、バンプ形成用金属層103を2段階に分けてエッチングすることにより、従来技術と同じ設計パターンであっても、バンプの底面間で十分なスペースを確保することができ、微細パターンであってもバンプ間でショートが発生しない配線回路基板を製造することが可能となる。また、3段階以上に分けてバンプ形成用金属層103をエッチングしてもよい。
As described above, by etching the bump-forming
尚、本実施形態において作製された配線回路基板をコア基板160に積層して多層配線基板を作製することもできる。その場合、配線形成用金属層201をバンプ形成用金属層203と同様に2段階に分けてエッチングして配線を形成する。その結果、配線間でショートが発生しない多層配線基板を製造することが可能となる。また、コア基板160に積層する前に、配線形成用金属層201を2段階に分けてエッチングして配線を形成してもよい。
It should be noted that the printed circuit board produced in this embodiment can be laminated on the
100、200 多層金属板
101、201 配線形成用金属層
102、107、202、209 エッチングストッパー層
103、203 バンプ形成用金属層
104 レジスト
105、205 レジストマスク
106、206 バンプ
108、210 絶縁膜
120、140、150 配線回路基板
160 コア基板
100, 200
Claims (6)
前記第2のバンプ形成用金属層の上にレジストを塗付又はラミネートし、パターニングすることによりレジストマスクを形成するレジストマスク形成ステップと、
前記レジストマスクをマスクとして前記第1のバンプ形成用金属層及び前記第2のバンプ形成用金属層をエッチングすることにより、バンプを形成するバンプ形成ステップと、
前記バンプが形成された面に前記バンプの頂部が露出するように絶縁膜を積層する絶縁膜積層ステップと、
を含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法。 A first bump-forming metal layer is formed on the wiring-forming metal layer via an etching stopper layer, and the first bump-forming metal layer is formed on the first bump-forming metal layer more than the first bump-forming metal layer. For the multilayer metal plate on which the second bump forming metal layer having a low etching rate is formed,
A resist mask forming step of forming a resist mask by applying or laminating a resist on the second bump-forming metal layer and patterning;
Forming a bump by etching the first bump-forming metal layer and the second bump-forming metal layer using the resist mask as a mask; and
An insulating film laminating step of laminating an insulating film so that the top of the bump is exposed on the surface on which the bump is formed;
A method of manufacturing a printed circuit board, comprising:
前記第2のバンプ形成用金属層の上にレジストを塗布又はラミネートし、パターニングすることによりレジストマスクを形成するレジストマスク形成ステップと、
前記レジストマスクをマスクとして前記第1のバンプ形成用金属層及び前記第2のバンプ形成用金属層をエッチングすることにより、バンプを形成するバンプ形成ステップと、
前記バンプが形成された面に前記バンプの頂部が露出するように絶縁膜を積層する絶縁膜積層ステップと、
を含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法。 A first bump-forming metal layer is formed on one surface of the etching stopper layer, and an etching rate is lower on the first bump-forming metal layer than the first bump-forming metal layer. Two bump forming metal layers are formed, a first wiring forming metal layer is formed on the other surface of the etching stopper layer, and the first wiring forming metal layer is formed on the first wiring forming metal layer. For the multilayer metal plate on which the second metal layer for wiring formation having a slower etching rate than the metal layer for wiring formation is formed,
A resist mask forming step of forming a resist mask by coating or laminating a resist on the second bump-forming metal layer and patterning;
Forming a bump by etching the first bump-forming metal layer and the second bump-forming metal layer using the resist mask as a mask; and
An insulating film laminating step of laminating an insulating film so that the top of the bump is exposed on the surface on which the bump is formed;
A method of manufacturing a printed circuit board, comprising:
前記レジストマスクをマスクして前記第1の配線形成用金属層及び前記第2の配線形成用金属層をエッチングすることにより、配線を形成する配線形成ステップと、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の配線回路基板の製造方法。 After the insulating film stacking step, a resist mask forming step of forming a resist mask by applying or laminating a resist on the second wiring forming metal layer and patterning;
Forming a wiring by etching the first wiring forming metal layer and the second wiring forming metal layer using the resist mask as a mask; and
The manufacturing method of the printed circuit board of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
前記バンプ形成用金属層の上にネガ型のレジストを塗付又はラミネートし、パターニングすることにより第1のレジストマスクを形成する第1のレジストマスク形成ステップと、
前記第1のレジストマスクをマスクとして前記バンプ形成用金属層を所定の膜厚になるまでエッチングすることによりバンプ上部を形成するバンプ上部形成ステップと、
前記第1のレジストマスクを残したまま、所定の膜厚になるまでエッチングしたバンプ形成用金属層の上にポジ型のレジストを塗付又はラミネートし、露光及び現像することにより、前記バンプ上部の側面に第2のレジストマスクを形成する第2のレジストマスク形成ステップと、
前記第1のレジストマスク及び前記第2のレジストマスクをマスクとして、前記所定の膜厚になるまでエッチングしたバンプ形成用金属層を更にエッチングして、前記バンプ上部の下にバンプ下部を形成することによりバンプを形成するバンプ形成ステップと、
前記バンプが形成された面に前記バンプの頂部が露出するように絶縁膜を積層する絶縁膜積層ステップと、
を含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法。 For the multilayer metal plate in which the bump forming metal layer is formed on the wiring forming metal layer via the etching stopper layer,
A first resist mask forming step of forming or forming a first resist mask by applying or laminating a negative resist on the bump forming metal layer and patterning;
An upper bump forming step for forming an upper bump by etching the bump forming metal layer to a predetermined film thickness using the first resist mask as a mask;
By applying or laminating a positive resist on the bump forming metal layer that has been etched to a predetermined thickness while leaving the first resist mask, exposure and development are performed. A second resist mask forming step of forming a second resist mask on the side surface;
Using the first resist mask and the second resist mask as a mask, the bump forming metal layer etched to the predetermined thickness is further etched to form a bump lower portion under the bump upper portion. A bump forming step for forming a bump by:
An insulating film laminating step of laminating an insulating film so that the top of the bump is exposed on the surface on which the bump is formed;
A method of manufacturing a printed circuit board, comprising:
請求項2に記載の配線回路基板の製造方法によって製造されたバンプが形成された配線回路基板を、前記バンプの頂部が前記コア基板の配線と接するように積層して多層金属板を作製するステップと、
前記多層金属板の上下両面にレジストを塗布又はラミネートし、パターニングすることによりレジストマスクを形成するレジストマスク形成ステップと、
前記レジストマスクをマスクとして前記第1の配線形成用金属層及び前記第2の配線形成用金属層をエッチングすることにより、配線を形成する配線形成ステップと、
を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。 A core having an insulating layer and wiring formed in a predetermined pattern on both upper and lower surfaces of the insulating layer, wherein the upper and lower wirings are connected by through-holes formed in the insulating film; On the top and bottom sides of the board,
A step of producing a multilayer metal plate by laminating a printed circuit board on which bumps manufactured by the method for manufacturing a printed circuit board according to claim 2 are formed such that the tops of the bumps are in contact with the wiring of the core board. When,
A resist mask forming step of forming a resist mask by applying or laminating a resist on the upper and lower surfaces of the multilayer metal plate and patterning;
Forming a wiring by etching the first wiring forming metal layer and the second wiring forming metal layer using the resist mask as a mask; and
A method for producing a multilayer wiring board, comprising:
請求項3に記載の配線回路基板の製造方法によって製造されたバンプが形成された配線回路基板を、前記バンプの頂部が前記コア基板の配線と接するように積層して多層金属板を作製するステップを含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
A core having an insulating layer and wiring formed in a predetermined pattern on both upper and lower surfaces of the insulating layer, wherein the upper and lower wirings are connected by through-holes formed in the insulating film; On the top and bottom sides of the board,
A step of producing a multilayer metal plate by laminating a printed circuit board on which bumps manufactured by the method for manufacturing a printed circuit board according to claim 3 are formed such that the top of the bumps contacts the wiring of the core board. A method for producing a multilayer wiring board, comprising:
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