JP2010070778A - 金属構造体の形成方法および金属構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1の表面に、それぞれの面積がミクロンオーダーの複数の開口部3Aを有し、全ての開口部3Aの合計面積が基板1の面積の0.01%以下の、めっきマクス膜3を形成するマスク膜形成ステップと、基板1の外周部に、開口部3Aの合計面積の3000倍以上の面積を有する外部電極6を形成する外部電極形成ステップと、基板1の開口部3Aおよび外部電極6を陰極として電気めっき法によりバンプを成膜する電気めっきステップと、を有する。
【選択図】図4
Description
図2は、本実施の形態の金属構造体の形成方法において用いる基板の構造および金属構造体を説明するための部分斜視図であり、図3は、本実施の形態の金属構造体の形成方法の処理を説明するための断面図であり、図4は、本実施の形態の金属構造体の形成方法において用いる、(A)被めっき体10の正面から見た図、および(B)図4(A)のIVB―IVB線断面構造図である。なお、本明細書で使用する図は構造等を説明するための模式図であり、特に、図4等における大きな開口部は説明のため表示しているものであり、実際には存在していない。
図3(A)に示すように、基板1はポリイミドフィルム1A上に銅配線パターン2が形成された配線基板である。
図3(B)に示すように、基板1上に、スピンコータを用いて、フォトレジスト膜3(東京応化工業社製PMER−LA900PM)が厚さ13μm塗布される。
図3(D)および図4に示すように、に示すように、基板1の外周部に基板1とは別の部材である外部電極6が配設される。外部電極6は、ステンレス製の直径70mmの金属板の中心部に縦32mm、横27mmの開口部を設けた金属板である。外部電極6の開口部に基板1が設置され、外部電極6と銅配線パターン2とは電気的に接続され、リード部7と接続されている。そして基板1と外部電極6とは、プラスチックカバー8とプラスチックカバー9とにより両面から押圧固定され、被めっき体10を構成している。なお、めっき液に浸漬されるリード部7の表面は電流が流れないように樹脂等によりカバーされている。
最初に、被めっき体10は、5重量%の塩化ナトリウムを含む10容量%りん酸水溶液中で揺動させながら60秒間浸漬することにより開口部3Aの内部および外部電極6の表面が前処理された後、水洗される。さらに、被めっき体10は、10容量%硫酸水溶液中で揺動させながら60秒間浸漬することにより酸洗浄処理された後、水洗される。
塩化ニッケル 45g
ホウ酸 40g
添加剤A 適量
添加剤B 適量
界面活性剤 適量
pH 4.05〜4.07
温度 室温
電流値 192mA
時間 180秒
図3(E)に示すように定電流電気めっきを行うことにより、陰極である被めっき体10の開口部3Aにバンプ11が、やはり陰極である外部電極6にめっき膜11Aが、同時に形成される。そして、めっき成膜後に、プラスチックカバー8、9および外部電極6を基板1から外してから、基板1を水洗し乾燥する。さらに、基板1は、アセトンに浸漬することによるめっきマクス膜3B除去後、エタノールを用いて置換処理を行い、乾燥することで、図3(F)に示す金属構造体であるバンプ11が銅配線パターン2上に形成された基板1を得た。
バンプ11が形成された基板1の評価として、光学顕微鏡により、3個の配線基板A1〜A3の、それぞれ一列分のバンプ11すなわち229個のバンプ11の外観観察を行った。その結果を以下に示す。
サンプルA2:未析出2個、不良率0.87%
サンプルA3:未析出1個、不良率0.44%
平均値 :未析出5/3個、不良率0.73%
次に、レーザー顕微鏡を用いて3個の配線基板A1〜A3の、それぞれ一列中の任意の5個のバンプ11について高さ測定を行った結果を以下に示す。なお、最大バラツキとは最小値と最大値の差であり、最大誤差とは平均値から最も離れた測定値の平均値に対する乖離割合を意味している。
サンプルA2:平均高さ10.30μm、最大バラツキ0.89μm、最大誤差±4.4%
サンプルA3:平均高さ10.52μm、最大バラツキ0.63μm、最大誤差±3.0%
平均値 :平均高さ10.33μm、最大バラツキ0.80μm、最大誤差±4.0%
以上のように、本実施の形態のバンプ11の形成方法により形成されたバンプ11は、ばらつきが小さく実用上問題のないレベルであった。
以下、本発明の比較の形態の金属構造体の形成方法について説明する。なお、本比較の形態の金属構造体の形成方法は、第1の実施の形態の金属構造体の形成方法と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し、同じ処理等の説明は省略する。
以下、本発明の第1の実施の形態の変形例の金属構造体の形成方法について説明する。なお、本変形例の金属構造体の形成方法は、第1の実施の形態の金属構造体の形成方法と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し、同じ処理等の説明は省略する。
バンプ11が形成された基板1の評価として、光学顕微鏡により、4個の配線基板B1〜B4の、それぞれ一列分のバンプ11すなわち229個のバンプ11の外観観察を行った。その結果を以下に示す。
サンプルB2:未析出0個、不良率0%
サンプルB3:未析出1個、不良率0.44%
サンプルB4:未析出0個、不良率0%
平均値 :未析出2/4個、不良率0.22%
次に、レーザー顕微鏡を用いて4個の配線基板B1〜B4の、それぞれ一列中の任意の5個のバンプ11について高さ測定を行った結果を以下に示す。なお、最大バラツキとは最小値と最大値の差であり、最大誤差率とは平均値から最も離れた測定値の平均値に対する乖離率を意味している。
サンプルB2:平均高さ8.81μm、最大バラツキ1.15μm、最大誤差±6.4%
サンプルB3:平均高さ8.10μm、最大バラツキ0.56μm、最大誤差±3.4%
サンプルB4:平均高さ8.42μm、最大バラツキ1.09μm、最大誤差±6.4%
平均値 :平均高さ8.60μm、最大バラツキ0.87μm、最大誤差±4.0%
以上のように、本変形例のバンプ11の形成方法により形成されたバンプ11は、ばらつきが小さく実用上問題のないレベルであった。
以下、図6を用いて、本発明の第2の実施の形態の金属構造体の形成方法について説明する。図6は、本実施の形態の金属構造体の形成方法において用いる、(A)被めっき体10Bの正面から見た図、および、(B)図6(A)のVIB―VIB線断面構造図である。なお、本実施の形態の金属構造体の形成方法は、第1の実施の形態の金属構造体の形成方法と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し、同じ処理等の説明は省略する。
以下、図7を用いて、本発明の第3の実施の形態の金属構造体の形成方法について説明する。図7は、本実施の形態の金属構造体の形成方法において用いる、(A)被めっき体10Bの正面から見た図および(B)図7(A)のVIIB―VIIB線断面構造図である。
なお、本実施の形態の金属構造体の形成方法は、第1の実施の形態の金属構造体の形成方法と類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し、同じ処理等の説明は省略する。
基板準備ステップにおいて準備する基板としては、配線基板だけでなく、不導体基板上に金属膜を成膜した基板を用いることもできる。使用する目的により不導体基板の材料および成膜する金属は適宜決定されるが、不導体基板の材料としては、ガラス等のセラミック、シリコンウエハまたはFR4等の有機樹脂などがあげられる。不導体基板の材料としては、リジッド基板だけでなく、可撓性を有するフィルム状のもの、たとえばポリイミドフィルム等を用いることができる。また、成膜する金属としては、金、銅またはニッケルなどがあげられ、これらの金属は無電解めっき、真空蒸着またはスパッタリング法など公知の方法により成膜される。不導体基板の材料として有機樹脂を用いる場合には、銅などの金属箔を不導体基板に接着して用いることもできる。これらの基板の金属層は電気めっきの電極として用いるため、シート抵抗が所定の値よりも低くするために、膜厚は一般に100nm〜20μm程度である。
1A…ポリイミドフィルム
1B…基板
1C…基板
1C1…外周部
2…銅配線パターン
3…フォトレジスト膜
3A…開口部
3B…マクス膜
4…外部電極
5…導電性基板
6…外部電極
6B…外部電極
7…リード部
8…プラスチックカバー
9…プラスチックカバー
10…被めっき体
10B…被めっき体
10C…被めっき体
11…バンプ
11A…めっき膜
20…めっき装置
21…めっき液
22…電源
23…対極
Claims (5)
- 基板の表面に、それぞれの面積がミクロンオーダーの複数の開口部を有し、全ての前記開口部の合計面積が前記基板の面積の0.01%以下の、めっきマクス膜を形成するマスク膜形成ステップと、
前記基板の外周部に、前記基板と同時にめっき成膜される、前記開口部の合計面積の3000倍以上の面積を有する外部電極を形成する外部電極形成ステップと、
前記基板の前記開口部および前記外部電極を陰極として電気めっき法により金属構造体を成膜する電気めっきステップと、を有することを特徴とする金属構造体の形成方法。 - 前記基板が、多数の配線が形成された配線基板であり、
前記金属構造体が前記配線上のバンプであることを特徴とする請求項1に記載の金属構造体の形成方法。 - 前記電気めっき法が定電流めっき法であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の金属構造体の形成方法。
- 上記外部電極が、前記基板とは別の部材であることを特徴とする請求項1から請求項3に記載のいずれか1項に記載の金属構造体の形成方法。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の金属構造体の形成方法により形成されたことを特徴とする金属構造体。
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