JP2005327756A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】突起電極を、露光精度に依存することなく、配線パターンと同一幅で位置ずれなく形成できる配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】配線パターン２が表面に形成された光透過性の配線基板１にネガ型のレジスト３を形成する工程と、レジスト３を配線パターン２で遮光して第１の露光部３ａを形成する工程と、レジスト３を配線パターン２よりも幅広い遮光部４ａを持った遮光マスク４で遮光して第２の露光部３ａ´を形成する工程とを行う。その後、レジスト３を現像して、未露光部３ｂに対応する開口部を形成する工程と、電解めっきを行なって、配線パターン２上に突起電極を形成する工程と、突起電極の形成後にレジスト３を除去する工程とを行う。これによれば、露光精度に依存することなく、配線パターン２と同一幅の未露光部３ｂを残し、開口部となすことができるので、配線パターン２の幅に完全に一致した突起電極を形成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線パターン上に突起電極を備えた配線基板の製造方法に関するものである。

電子機器を小型化するために高密度実装が進んできており、半導体素子をフリップチップ実装する配線基板として、配線パターン上に突起電極を備えた配線基板が用いられている。配線基板の代表的な製造方法には以下に説明する方法がある（たとえば特許文献１参照）。

まず、図３（ａ）に示すように、配線パターン２を表面に有した配線基板１を準備する。例えば液晶ドライバー用の半導体素子に３５ｕｍピッチで形成された電極と接合する用途であれば、配線パターン２は幅１５ｕｍ程度、間隔２０ｕｍ程度とする。

次に、図３（ｂ）に示すように、配線基板１の表面と配線パターン２とを被覆するようにレジスト３を形成する。レジスト３としては、たとえばネガ型のドライフィルムを用いることができ、配線パターン２と後述する突起電極の合計厚みよりも十分厚くするために、たとえば３０ｕｍ程度の厚みのものを用いる。

図３（ｃ）に示すように、遮光部４ａを備えた遮光マスク４を配線パターン２に対して位置合わせして設置し、この遮光マスク４を通してレジスト３を露光光線Ｌで露光することにより、図３（ｄ）に示すように、レジスト３に露光部３ａを形成するとともに未露光部３ｂを残す。

そして、図４（ａ）に示すように、このネガ型のレジスト３を現像することにより、配線パターン２上に、未露光部３ｂに相応する開口部５を形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、配線パターン２をめっき電極として電解めっき法を実施し、開口部５に電極材料６ａを成長させる。この電極材料６ａは、接合に必要な高さ、たとえば１０ｕｍ程度の高さまで成長させる。

その後に、図４（ｃ）に示すようにレジスト３を除去すると、配線パターン２上に開口部５の形状に倣った直方体状の突起電極６が形成されていることになり、突起電極６を備えた配線基板１の製造が完了する。
特開２００１−１６８１２９号公報

しかしながら、従来の配線基板の製造方法では、上記したように遮光マスク４を配線パターン２に対して位置合わせしてレジスト３を露光しているため、遮光マスク４の位置精度が悪いと露光位置がずれ、それにより開口部５の位置がずれ、突起電極６が所望形状に形成されない。

たとえば、図５（ａ）に示すように、遮光マスク４による露光位置が相対的に右にずれて、配線パターン２の右側に開口部５が形成された場合、図５（ｂ）に示すように、開口部５内に露出した配線パターン２の上面から側面にかけて電極材料６ａが成長し、図５（ｃ）に示すように、レジスト３の除去後に現れる突起電極６は幅狭い異常な形状となり、隣接する配線パターン２との間隔も狭くなる。

これを回避するためには、上述した配線パターン２（幅１５ｕｍ、間隔２０ｕｍ）を例にとると、遮光マスク４の露光精度が±２．０ｕｍとなる露光装置を使用する場合、突起電極６の幅を１１ｕｍ以内に設計する必要がある。そのためには、レジスト３の開口部５も幅１１ｕｍ程度に形成する必要があり、レジスト３の厚みは３０ｕｍであることから、アスペクト比は３となる。

一般に、アスペクト比が２を大きく超えるレジスト開口を形成する場合、露光や現像に対するマージンが不足し、歩留り低下の要因となる。その対策としては、露光精度を向上させればよいのであるが、高精度の露光装置が必要となり、装置コスト、製造コストが高くなってしまう。

本発明は上記問題を解決するもので、配線パターン上の突起電極を、露光精度に依存することなく、配線パターンと同一幅で位置ずれなく形成できる配線基板の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、配線パターン上に突起電極を備えた配線基板を製造する際に、前記配線パターンが表面に形成された光透過性の配線基板に前記配線パターンと基板表面とを覆うネガ型のレジストを形成する工程と、前記配線基板の裏面側から露光光線を照射することにより、前記レジストを前記配線パターンで遮光して露光し、第１の露光部を形成する工程と、前記配線基板の表面側に遮光マスクを配置して前記配線パターンよりも幅広く形成された遮光部を前記配線パターン上に位置合わせし、この遮光マスクを通して露光光線を照射することにより、前記レジストを前記遮光部で遮光して露光し、第２の露光部を形成する工程と、前記第１および第２の露光部が形成されたレジストを現像して未露光部に対応する開口部を前記配線パターン上に形成する工程と、前記開口部内に露出した配線パターンをめっき電極として電解めっきを行って前記配線パターン上に前記突起電極を形成する工程と、前記突起電極の形成後に前記レジストを除去する工程とを行うことを特徴とする。

上記構成によれば、光透過性の配線基板上に形成したネガ型レジストに、配線パターンを遮光マスクとして第１の露光部を形成するとともに、配線パターンよりも幅広い遮光部を持った遮光マスクによって第２の露光部を形成するので、露光精度に依存することなく、前記配線パターン上にそれと同一幅の未露光部を残すことができる。よって、この未露光部に相応する開口部を形成し、その中で電極材料を成長させることにより、配線パターンの幅に完全に一致した突起電極を形成することができる。

第１の露光部を形成する工程と第２の露光部を形成する工程とは、この順序で行ってもよいし、あるいは逆の順序で行ってもよいし、あるいは同時に行ってもよい。

本発明の配線基板の製造方法は、配線パターンが形成された光透過性の配線基板上にネガ型レジストを形成し、このレジストに前記配線パターンで遮光して第１の露光部を形成するとともに、前記配線パターンよりも幅広く形成された遮光マスクの遮光部で遮光して第２の露光部を形成するようにしたことにより、電解めっき法を実施する開口部となす未露光部を前記配線パターン上に前記配線パターンと同一幅で残すことができ、配線パターンの幅に完全に一致した突起電極を形成することができる。特殊な位置合わせや高精度な露光装置を要さず、配線パターンの微細化にも容易に対応できる方法である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１および図２は本発明の一実施形態における配線基板の製造方法を説明する工程図であり、各図における左列は平面図、右列は同平面図におけるＡ−Ａ’断面図である。

製造しようとする配線基板は、先に図３〜図５を用いて製造方法を説明した配線基板と同様の構成を有するもので、配線パターン上に突起電極を備えている（図２（ｄ）参照）。製造工程を順に説明する。
（第１工程）
図１（ａ）に示すように、配線パターン２を表面に備えた光透過性の配線基板１を準備する。

たとえば、液晶ドライバー用の半導体素子に３５ｕｍピッチで形成された電極と接合する用途では、配線基板１として、当該分野で一般に用いられている３８ｕｍ程度の厚みのポリイミドフィルムを用いる。配線パターン２はエッチング法により形成する。配線パターン２の寸法は、現状の加工法で微細エッチングを安定して製造できる寸法とし、８ｕｍ厚みの銅箔を材料とする場合、幅１５ｕｍ程度、間隔２０ｕｍ程度とする。
（第２工程）
図１（ｂ）に示すように、配線基板１の表面と配線パターン２とを被覆するネガ型のレジスト３を形成する。

レジスト３としては、たとえば当該分野で一般に用いられているめっきレジスト用のネガ型ドライフィルムを貼付ければよい。レジスト３の厚みは、配線パターン２と後述する突起電極６の合計厚みより十分厚くする一方で、配線パターン２の幅の露光を行うことができ、かつ配線パターン２上に貼付けて十分平坦性を維持できる厚みとする。たとえば上記した配線パターン２に対しては３０ｕｍ程度の厚みを用いる。
（第３工程）
図１（ｃ）に示すように、配線基板１の裏面側から露光光線Ｌ１を照射することにより、レジスト３を配線パターン２で遮光して露光し、第１の露光部３ａを形成する。
（第４工程）
図１（ｄ）に示すように、配線パターン２よりも幅広い遮光部４ａを持った遮光マスク４を配線基板１の表面側に設置して、遮光部４ａを配線パターン２に対して位置合わせする。そのうえで配線基板１の表面側から露光光線Ｌ２を照射することにより、レジスト３を遮光部４ａで遮光して露光し、第２の露光部３ａ´を形成する。

たとえば上記した配線パターン２（幅１５ｕｍ、間隔２０ｕｍ）に対しては、露光精度が±５ｕｍであれば、遮光部４ａの幅がおよそ２５ｕｍ以上の遮光マスク４を用いて露光する。

この第４工程の終了後には、図２（ａ）に示すように、レジスト３に依然として露光されていない未露光部３ｂが残る。この未露光部３ｂの幅は、上記したように遮光マスク４の遮光部４ａの幅を配線パターン２の幅より露光精度以上に広く設定するようにしたため、露光精度に依存することはなく、配線パターン２の幅で一義的に決定される。
（第５工程）
図２（ｂ）に示すように、レジスト３を現像することにより、未露光部３ｂに相応する開口部５を配線パターン２上に形成する。未露光部３ｂは上記したように配線パターン２と同一幅であるため、開口部５も配線パターン２と同一幅となる。

たとえば上記した配線パターン２（幅１５ｕｍ、間隔２０ｕｍ）上の開口部５は幅１５ｕｍとなる。この際に、レジスト３の厚みは３０ｕｍ（前掲）であるため、アスペクトは２となる。このアスペクト２という値は、容易に露光、現像できる範囲内にあり、歩留りの低下を来たすことは無い。
（第６工程）
図２（ｃ）に示すように、配線パターン２をめっき電極として電解めっき法を実施し、開口部５内に電極材料６ａを成長させる。この電極材料６ａは、レジスト３の厚みを超えない範囲で、接合に必要な高さまで成長させる。

たとえば上記した配線パターン２（幅１５ｕｍ、間隔２０ｕｍ）に対しては、フリップチップ接合に必要な１０ｕｍ程度の高さまで成長させる。
（第７工程）
図２（ｄ）に示すようにレジスト３を除去すると、配線パターン２上に、開口部５の形状に倣って配線パターン２と同一幅の突起電極６が形成されていることになり、配線基板１の加工が完了する。

以上のように、この実施形態の方法では、光透過性を有した配線基板１とネガ型レジスト３とを用い、前記レジスト３に対して、配線基板１の裏面側から配線パターン２を遮光マスクとして露光して第１の露光部３ａを形成し、次いで配線基板１の表面側から配線パターン２よりも幅広い遮光部４ａを持った遮光マスク４を用いて第２の露光部３ａ´を形成することにより、電解めっき法を実施する開口部５となす未露光部３ｂの幅を配線パターン２の幅で規定し、未露光部３ｂの長さを遮光部４ａの長さで規定したもので、配線パターン２の幅に完全に一致した突起電極６を配線パターン２上に形成することが可能となった。特殊な位置合わせや高精度な露光装置を要さず、配線パターン２の微細化にも容易に対応できる方法である。

なお、この実施の形態では、配線基板１としてポリイミドフィルムを使用したが、透過性を有していればこれに限定されず使用することができ、ポリエステルフィルムなどの使用も可能である。またフィルムに限定されず、例えば１００ｕｍ〜数ｍｍ程度、あるいはそれ以上の厚みを持ったリジッドな基板であってもよい。またこれらポリイミドやポリエステルなどの有機材料からなる基板の他、ガラス基板など、無機材料からなる基板を用いてもよい。

また、レジスト３としてネガ型ドライフィルムを配線基板１に貼付けて使用したが、ネガ型であればドライフィルムに限定されず使用することができ、たとえば液状の感光性レジストを配線基板１に塗布してもよい。

別法として、上記した第３工程と第４工程とを順序を入れ替えて実施してもよく、これによっても上記したのと同様の効果を得ることができる。さらにこの場合、製造ライン構築の自由度を増加することができる。

また、上記した第３工程と第４工程とを同時に実施してもよく、これによっても上記したのと同様の効果を得ることができる。さらにこの場合、露光装置として一般的な両面露光装置を用いることで、生産の工程時間を短縮できる。

本発明にかかる配線基板の製造方法は、高密度実装が必要とされる小型電子機器用の配線基板など、半導体素子をフリップチップ実装する配線基板の製造に有用である。

本発明の一実施形態における配線基板の製造方法の前半工程を説明する工程図 同配線基板の製造方法の後半工程を説明する工程図 従来の配線基板の製造方法の前半工程を説明する工程図 同配線基板の製造方法の後半工程を説明する工程図 図３および図４に示した配線基板の製造方法において露光位置ずれが生じた場合の異常を説明する工程図

符号の説明

１ 配線基板
２ 配線パターン
３ レジスト
３ａ 第１の露光部
３ａ´第２の露光部
３ｂ 未露光部
４ 遮光マスク
４ａ 遮光部
５ 開口部
６ 突起電極
６ａ 電極材料
Ｌ１ 露光光線
Ｌ２ 露光光線

Claims (1)

1. 配線パターン上に突起電極を備えた配線基板の製造方法であって、
   前記配線パターンが表面に形成された光透過性の配線基板に前記配線パターンと基板表面とを覆うネガ型のレジストを形成する工程と、
   前記配線基板の裏面側から露光光線を照射することにより、前記レジストを前記配線パターンで遮光して露光し第１の露光部を形成する工程と、
   前記配線基板の表面側に遮光マスクを配置して前記配線パターンよりも幅広く形成された遮光部を前記配線パターン上に位置合わせし、この遮光マスクを通して露光光線を照射することにより、前記レジストを前記遮光部で遮光して露光し第２の露光部を形成する工程と、
   前記第１および第２の露光部が形成されたレジストを現像して未露光部に対応する開口部を前記配線パターン上に形成する工程と、
   前記開口部内に露出した配線パターンをめっき電極として電解めっきを行って前記配線パターン上に前記突起電極を形成する工程と、
   前記突起電極の形成後に前記レジストを除去する工程と
   を行う配線基板の製造方法。

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