JP2007258333A - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い配線基板、及び、信頼性の高い配線基板を効率よく製造する方法を提供する。
【解決手段】ベース基板１０を用意する工程と、ベース基板１０の表面に導電パターン２０を形成する工程と、導電パターン２０の表面にすずを含有するめっき層２２を形成して、電気的接続部２４を形成する工程と、電気的接続部２４の基端部の側面を覆うように、電気的接続部２４よりも薄い樹脂層４０を形成する工程と、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、配線基板及びその製造方法に関する。

表面にすずめっき層が形成された配線パターンを有する配線基板が知られている。そして、配線基板に電子部品を実装して電子機器を製造することが知られている。

配線基板に電子部品を実装する工程で、配線パターンの剥離が生じにくくすることができれば、信頼性の高い電子機器を製造することが可能になる。
特開２００４−１４６８４６号公報

本発明の目的は、配線パターン（電気的接続部）の剥離が生じにくい、信頼性の高い配線基板及びこれを効率よく製造する方法を提供することにある。

（１）本発明に係る配線基板の製造方法は、
ベース基板を用意する工程と、
前記ベース基板の表面に導電パターンを形成する工程と、
前記導電パターンの表面にすずを含有するめっき層を形成して、電気的接続部を形成する工程と、
前記電気的接続部の基端部を覆うように、前記電気的接続部よりも薄い樹脂層を形成する工程と、
を含む。

本発明によると、配線基板に電子部品を実装する工程で、ベース基板と導電パターン（電気的接続部）との剥離が起こりにくい、信頼性の高い配線基板を効率よく製造することができる。

（２）本発明に係る配線基板の製造方法は、
ベース基板を用意する工程と、
前記ベース基板の表面に導電パターンを形成する工程と、
前記導電パターンの基端部を覆うように、前記導電パターンよりも薄い樹脂層を形成する工程と、
前記導電パターンの表面における前記樹脂層からの露出部に、すずを含有するめっき層を形成する工程と、
を含む。

本発明によると、配線基板に電子部品を実装する工程で、ベース基板と導電パターンとの剥離が起こりにくい、信頼性の高い配線基板を効率よく製造することができる。

（３）本発明に係る配線基板の製造方法は、
ベース基板を用意する工程と、
前記ベース基板の表面に複数の溝を形成する工程と、
前記複数の溝に沿って延びる複数の導電パターンを、それぞれが、前記溝の内側に配置される第１の部分と前記ベース基板上に配置される第２の部分とを有するように、かつ、前記第１の部分が前記溝の内壁面と接触するように形成する工程と、
前記導電パターンの表面にすずを含有するめっき層を形成する工程と、
を含む。

本発明によると、配線基板に電子部品を実装する工程で、ベース基板と導電パターン（電気的接続部）との剥離が起こりにくい、信頼性の高い配線基板を効率よく製造することができる。

（４）この配線基板の製造方法において、
前記導電パターンに前記めっき層を形成することによって電気的接続部を形成し、
前記めっき層を形成する工程の後に、前記電気的接続部の基端部を覆うように、前記電気的接続部よりも薄い樹脂層を形成する工程をさらに含んでもよい。

（５）この配線基板の製造方法において、
前記めっき層を形成する工程の前に、前記導電パターンの基端部を覆うように、前記導電パターンよりも薄い樹脂層を形成する工程をさらに含み、
前記めっき層を形成する工程では、前記めっき層を、前記導電パターンの表面における前記樹脂層からの露出部に形成してもよい。

（６）この配線基板の製造方法において、
前記導電パターンを、前記第１及び第２の部分が同じ幅になるように形成してもよい。

（７）この配線基板の製造方法において、
前記導電パターンを、前記第２の部分が前記第１の部分よりも幅が広くなるように形成してもよい。

（８）本発明に係る配線基板は、上記のいずれかの方法によって製造されてなる。

以下、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。ただし、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせた技術を含むものとする。

（第１の実施の形態）
図１〜図６（Ｂ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図１に示す、ベース基板１０を用意することを含む。ベース基板１０の材料や構造は特に限定されず、既に公知となっているいずれかの基板を利用してもよい。ベース基板１０は、フレキシブル基板であってもよく、リジッド基板であってもよい。あるいは、ベース基板１０は、テープ基板であってもよい。ベース基板１０は、積層型の基板であってもよく、あるいは、単層の基板であってもよい。また、ベース基板１０の外形も特に限定されるものではない。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、ベース基板１０の表面に導電パターン２０を形成することを含む。なお、図２（Ａ）はベース基板１０及び導電パターン２０の上視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のIIB−IIB線断面の一部拡大図である。

導電パターン２０の材料は、特に限定されるものではない。導電パターン２０は、例えば、銅（Ｃｕ）、クローム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケルバナジウム（ＮｉＶ）、タングステン（Ｗ）のうちのいずれかの材料で形成されていてもよい。なお、導電パターン２０は、単層の金属層であってもよく、複数層の金属層であってもよい。また、導電パターン２０を製造する方法も特に限定されるものではなく、既に公知となっているいずれかの方法を適用してもよい。なお、導電パターン２０の断面形状についても特に限定されるものではないが、例えば図２（Ｂ）に示すように、上端部が基端部よりも幅が狭くなっていてもよい。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図３に示すように、導電パターン２０を部分的に覆うレジスト層３０を形成する工程を含んでいてもよい。レジスト層３０は、導電パターン２０のうち、他の電子部品（半導体チップや他の配線基板等）との電気的な接続に利用される部分のみが露出するように形成してもよい。

なお、レジスト層３０を形成する工程は、後述するめっき層２２を形成する工程や、樹脂層４０を形成する工程の前後のいずれに行ってもよい。

また、本発明は、レジスト層３０を形成する工程を含まない配線基板の製造方法に適用してもよい。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図４に示すように、導電パターン２０の表面に、すずを含有するめっき層２２を形成することを含む。本工程により、電気的接続部２４を形成する。すなわち、導電パターン２０におけるめっき層２２が形成された部分とめっき層２２とをあわせて、電気的接続部２４と称してもよい。電気的接続部２４は、他の電子部品との電気的な接続に利用される部分であってもよい。また、導電パターン２０とめっき層２２とをあわせて、配線パターンと称してもよい。なお、導電パターン２０を部分的に覆うレジスト層３０が形成されている場合、めっき層２２は、導電パターン２０におけるレジスト層３０からの露出部（のみ）を覆うように形成する。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図５に示すように、電気的接続部２４の基端部（基端部の表面あるいは側面）を覆うように、電気的接続部２４よりも薄い樹脂層４０を形成することを含む。樹脂層４０は、電気的接続部２４の基端部におけるめっき層２２の表面を覆うように形成する。樹脂層４０は、電気的接続部２４の上端部（上端面）を露出させるように形成する。樹脂層４０は、導電パターン２０よりも薄くなるように形成してもよい。なお、樹脂層４０の「厚み」とは、樹脂層４０の、ベース基板１０の厚み方向、あるいは、導電パターン２０の高さ方向の幅を指す。

樹脂層４０を形成する方法は特に限定されるものではない。例えば、ベース基板１０上にペースト状の樹脂材料を設け、これを硬化させることによって、樹脂層４０を形成してもよい。樹脂材料は、予めペースト状をなす材料を利用してもよく、フィルム状の材料を溶融させることによって、ベース基板１０上でペースト状にしてもよい。

また、樹脂層４０の材料についても特に限定されるものではない。樹脂層４０として、ベース基板１０（あるいはレジスト層３０）と同じ材料を利用してもよい。

以上の工程によって、図５に示す配線基板１を製造してもよい。この方法によると、配線基板１に他の電子部品（例えば半導体チップ）を実装する場合でも電気的接続部２４（導電パターン２０）の剥離が生じにくい配線基板を、効率よく製造することができる。以下、その効果について説明する。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、配線基板１に、バンプ５２を有する半導体チップ５０を搭載する工程について説明するための図である。なお、半導体チップ５０の構造は特に限定されるものではない。半導体チップ５０は、例えばシリコンチップであってもよい。半導体チップ５０には、集積回路が形成されていてもよい。集積回路の構成は特に限定されないが、例えば、トランジスタ等の能動素子や、抵抗、コイル、コンデンサ等の受動素子を含んでいてもよい。バンプ５２は、半導体チップ５０の内部と電気的に接続されていてもよい。バンプ５２は、集積回路と電気的に接続されていてもよい。あるいは、集積回路に電気的に接続されていないバンプを含めて、バンプ５２と称してもよい。バンプ５２は、アルミニウム又は銅等で形成されたパッド上に形成されていてもよい。バンプ５２は、また、少なくとも表面は金によって形成されていてもよい。

はじめに、図６（Ａ）に示すように、電気的接続部２４とバンプ５２とが対向するように、配線基板１と半導体チップ５０との位置合わせを行う。そして、図６（Ｂ）に示すように、配線基板１と半導体チップ５０とを近接させ、電気的接続部２４（めっき層２２）とバンプ５２とを接触させて、共晶合金部２５を形成する。例えば、電気的接続部２４とバンプ５２とを押圧して加熱し、超音波振動を印加することによって、共晶合金部２５を形成してもよい。共晶合金部２５によって、電気的接続部２４（導電パターン２０）とバンプ５２とを、電気的・物理的に強固に接合することができる。なお、本工程では、導電パターン２０とバンプ５２とを接触させてもよい。

ところで、共晶合金がベース基板１０と導電パターン２０（電気的接続部２４）との間に形成されてしまうと、ベース基板１０と導電パターン２０（電気的接続部２４）との剥離が生じることがある。導電パターン２０がベース基板１０から剥離すれば、電気的接続部２４の断線や、隣り合う導電パターン間での電気的なショートが発生するおそれがある。特に、すずめっきがなされた配線パターンによると、共晶合金が生成されやすい。そのため、配線基板の信頼性を高めるためには、共晶合金が配線パターンとベース基板との間に回り込みにくい構成とすることが重要である。

ところで、配線基板１によると、電気的接続部２４（めっき層２２）の基端部（基端部の表面あるいは側面）を覆うように樹脂層４０が形成される。そして、めっき層２２における樹脂層４０に覆われた部分は、共晶合金の生成のために利用されにくい。そのため、電気的接続部２４の基端部付近では、めっき層が維持され、共晶合金が形成されにくくなる。このことから、配線基板１によると、電子部品を実装する際に、電気的接続部２４（導電パターン２０）の基端部に共晶合金が生成されることを防止することができる。そのため、配線基板１によると、電子部品を実装する際に、ベース基板１０と電気的接続部２４（導電パターン２０）との間に共晶合金が形成されることが防止され、ベース基板１０と電気的接続部２４（導電パターン２０）とが剥離しにくくなる。

そして、本発明によると、ベース基板１０と電気的接続部２４（導電パターン２０）との剥離が発生しにくい配線基板１を、効率よく製造することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明を適用した第２の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図７及び図８は、本実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図７に示すように、樹脂層４２を形成することを含む。本実施の形態では、樹脂層４２を、導電パターン２０の基端部（基端部の表面あるいは側面）を覆うように形成する。樹脂層４２は、導電パターン２０よりも薄くなるように形成する。すなわち、樹脂層４２は、導電パターン２０の上端部（上端面）が露出するように形成する。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図８に示すように、すずを含有するめっき層２６を形成することを含む。本実施の形態では、めっき層２６を形成する工程は、樹脂層４２を形成する工程の後に行う。そして、めっき層２６は、導電パターン２０の表面における樹脂層４２からの露出部に形成する。めっき層２６は、導電パターン２０の表面における樹脂層４２からの露出部を覆うように形成してもよい。導電パターン２０を部分的に覆うレジスト層３０が形成されている場合、めっき層２６は、レジスト層３０からの露出部のみに形成してもよい。そして、導電パターン２０とめっき層２６とをあわせて、電気的接続部と称してもよい。

以上の工程によって、図８に示す配線基板２を製造してもよい。配線基板２によると、めっき層２６が、導電パターン２０の基端部を避けて形成される。そのため、配線基板２に電子部品を実装する際に、導電パターン２０の基端部に共晶合金が形成されることを防止することができる。そのため、ベース基板１０と導電パターン２０との間に共晶合金が形成されることを防止することができ、ベース基板１０と導電パターン２０との剥離を防止することができる。

そして、本実施の形態に係る配線基板の製造方法によると、信頼性の高い配線基板２を効率よく製造することが可能になる。

（第３の実施の形態）
以下、本発明を適用した第３の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図９（Ａ）〜図１１は、本実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、ベース基板１０の表面に複数の溝１２を形成することを含む（図９（Ｂ）参照）。ベース基板１０に溝１２を形成する方法は特に限定されないが、例えば、図９（Ａ）に示すように、ベース基板１０に開口を有するマスク１４を形成し、ベース基板１０におけるマスク１４からの露出部を部分的に除去（エッチング）することによって、図９（Ｂ）に示すように、溝１２を形成してもよい。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、溝１２に沿って延びる複数の導電パターン６０を形成することを含む。導電パターン６０は、第１の部分６２と第２の部分６４とを有するように形成する。ここで、第１の部分６２とは、溝１２の内側に配置される部分であり、第２の部分６４とは、ベース基板１０上に配置される部分である。なお、導電パターン６０は、第１の部分６２が溝１２の内壁面と接触するように形成する。すなわち、導電パターン６０は、第１の部分６２が、溝１２と同じ幅になるように形成してもよい。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法では、図１０に示すように、導電パターン６０を、第１及び第２の部分６２，６４が同じ幅になるように形成してもよい。例えば、マスク１４の開口の内側に導電パターン６０を形成することで、第１及び第２の部分６２，６４を同じ幅に形成することができる。ただし、導電パターン６０は、第１及び第２の部分６２，６４の幅が異なるように形成してもよい。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図１１に示すように、すずを含有するめっき層６６を形成することを含む。めっき層６６は、導電パターン６０のうち、第２の部分６４の表面に形成する。めっき層６６は、第２の部分６４の表面を覆うように形成してもよい。導電パターン６０を部分的に覆うレジスト層３０が形成されている場合、めっき層６６は、導電パターン６０（第２の部分６４）におけるレジスト層３０からの露出部のみに形成してもよい。これにより、電気的接続部６５を形成してもよい。すなわち、導電パターン６０におけるめっき層６６が形成された部分とめっき層６６とをあわせて、電気的接続部６５と称してもよい。また、導電パターン６０とめっき層６６とをあわせて、配線パターンと称してもよい。なお、本工程は、マスク１４を除去する工程の後に行ってもよい（図１１参照）。本工程は、例えば、マスク１４を除去し、レジスト層３０を形成した後に行ってもよい。

以上の工程によって、図１１に示す、配線基板３を製造してもよい。配線基板３によると、導電パターン６０は、基端部（第１の部分６２）が、ベース基板１０の溝１２の内側に形成される。そのため、配線基板３に電子部品を実装する際に、第１の部分６２の周囲に共晶合金が形成されることを防止することができる。そのため、配線基板３に電子部品を実装する際に、ベース基板１０と導電パターン６０（第１の部分６２）との間に共晶合金が形成されることを防止することができ、ベース基板１０と導電パターン６０（電気的接続部６５）との剥離を防止することができる。

また、配線基板３によると、導電パターン６０が、基端部（第１の部分６２）が溝１２の内側に入り込むように形成されることから、導電パターン６０とベース基板１０との接触面積が広くなり、導電パターン６０（第１の部分６２）とベース基板１０との剥離を防止することができる。

そして、本実施の形態に係る配線基板の製造方法によると、信頼性の高い配線基板３を効率よく製造することが可能になる。

（変形例）
本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図１２に示すように、電気的接続部６５の基端部を覆う樹脂層６８を形成することをさらに含んでいてもよい。

あるいは、本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、導電パターン６０にめっき層を形成する工程の前に、第２の部分６４の基端部（基端部の表面）を覆う樹脂層７０を形成してもよい（図１３参照）。このとき、樹脂層７０は、第２の部分６４よりも薄くなるように形成してもよい。樹脂層７０は、例えば、マスク１４を薄くすることによって形成してもよい。そして、図１３に示すように、導電パターン６０における樹脂層７０からの露出部に、めっき層７２を形成する。

あるいは、本実施の形態に係る配線基板の製造方法では、導電パターン８０を形成してもよい（図１４参照）。導電パターン８０は、第１の部分８２と、第２の部分８４とを含む。導電パターン８０は、第２の部分８４が第１の部分８２よりも幅が広くなるように形成する。そして、本実施の形態に係る配線基板の製造方法では、図１４に示すように、第２の部分８４を覆うように、めっき層８６を形成してもよい。

これらの変形例を適用した場合でも、ベース基板１０と電気的接続部（導電パターン）とが剥離しにくい配線基板を、効率よく製造することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。 本発明に係る配線基板の製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１…配線基板、 ２…配線基板、 ３…配線基板、 １０…ベース基板、 １４…マスク、 ２０…導電パターン、 ２２…めっき層、 ２４…電気的接続部、 ２５…共晶合金部、 ２６…めっき層、 ３０…レジスト層、 ４０…樹脂層、 ４２…樹脂層、 ５０…半導体チップ、 ５２…バンプ、 ６０…導電パターン、 ６２…第１の部分、 ６４…第２の部分、 ６５…電気的接続部、 ６６…めっき層、 ６８…樹脂層、 ７０…樹脂層、 ７２…めっき層、 ８０…導電パターン、 ８２…第１の部分、 ８４…第２の部分、 ８６…めっき層

Claims (8)

1. ベース基板を用意する工程と、
   前記ベース基板の表面に導電パターンを形成する工程と、
   前記導電パターンの表面にすずを含有するめっき層を形成して、電気的接続部を形成する工程と、
   前記電気的接続部の基端部を覆うように、前記電気的接続部よりも薄い樹脂層を形成する工程と、
   を含む配線基板の製造方法。
2. ベース基板を用意する工程と、
   前記ベース基板の表面に導電パターンを形成する工程と、
   前記導電パターンの基端部を覆うように、前記導電パターンよりも薄い樹脂層を形成する工程と、
   前記導電パターンの表面における前記樹脂層からの露出部に、すずを含有するめっき層を形成する工程と、
   を含む配線基板の製造方法。
3. ベース基板を用意する工程と、
   前記ベース基板の表面に複数の溝を形成する工程と、
   前記複数の溝に沿って延びる複数の導電パターンを、それぞれが、前記溝の内側に配置される第１の部分と前記ベース基板上に配置される第２の部分とを有するように、かつ、前記第１の部分が前記溝の内壁面と接触するように形成する工程と、
   前記導電パターンの表面にすずを含有するめっき層を形成する工程と、
   を含む配線基板の製造方法。
4. 請求項３記載の配線基板の製造方法において、
   前記導電パターンに前記めっき層を形成することによって電気的接続部を形成し、
   前記めっき層を形成する工程の後に、前記電気的接続部の基端部を覆うように、前記電気的接続部よりも薄い樹脂層を形成する工程をさらに含む配線基板の製造方法。
5. 請求項３記載の配線基板の製造方法において、
   前記めっき層を形成する工程の前に、前記導電パターンの基端部を覆うように、前記導電パターンよりも薄い樹脂層を形成する工程をさらに含み、
   前記めっき層を形成する工程では、前記めっき層を、前記導電パターンの表面における前記樹脂層からの露出部に形成する配線基板の製造方法。
6. 請求項３から請求項５のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
   前記導電パターンを、前記第１及び第２の部分が同じ幅になるように形成する配線基板の製造方法。
7. 請求項３から請求項５のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
   前記導電パターンを、前記第２の部分が前記第１の部分よりも幅が広くなるように形成する配線基板の製造方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法によって製造された配線基板。

Images