JP2011086694A - バンプ形成方法及び配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便なプロセスかつ良好な電気的接続が得られるバンプ形成方法及び配線基板を提供する。
【解決手段】バンプ形成方法は、基板１１上に、バンプ形成用の貫通孔１５を形成する工程（工程１）と、基板１１の裏面に第１導体層４１を積層する積層工程（工程２）と、積層工程の前または後に、貫通孔１５内に半田塊２５を埋設し、貫通孔１５の開口から半田塊２５の一部を突出させて基板１１の表面に凸部を形成する埋込工程（工程３）と、半田塊２５が、半田からなる半田層２２と、半田層２２の外側に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂層２３と、を有し、樹脂層２３を加熱溶融して貫通孔１５内を埋設しつつ、第１導体層４１と半田塊２５とを電気的に接続する接続工程（工程４）と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、バンプ形成方法及び配線基板に関する。

近年、半導体装置の高集積化を目的として、半導体装置における配線構造、電極パッド構造などの微細化に関する開発が行われている。プリント配線板などの配線基板、又は半導体チップなどの電子部品等の電極パッド部を電気接続する方法として、金属バンプが利用されている。金属バンプは外部接続端子として機能するため、基板の導体回路と電気的に良好に接続することが求められる。

従来の金属バンプを形成する技術としては、例えば、成形済みのボールを搭載する方法、またははんだペーストの印刷により形成する方法が挙げられる。

特許文献１には、貫通孔にめっきを施すことによりスルーホールメッキ層を形成し、貫通孔の電極パッドの内部に、導電性ペーストを塗布あるいは充填し、そこに棒形状のバンプ部材をはめ込み、リフロー半田付をするか、または貫通孔の電極パッドの内に、はんだ付用フラックスを塗布し、棒形状のバンプ部材をはめ込み、通常のはんだ付でバンプを形成することが記載されている。

特開平１０−３２６９６１号公報

しかしながら上記特許文献に記載された技術では、基板の表面と裏面の導体とを接続するために貫通孔にめっきを形成し、さらにスルーホールに導電性ペーストを充填する工程を要した。そのため、製造プロセスが増加して生産性が低下するといった問題があった。また、棒形状のバンプ部材とメッキ層とは異なる種類の金属を材料としているため、両者の電気的接合が低下しやすく、また貫通孔を隙間なく埋めるという点で改善の余地があった。そのため、良好な電気的接続が得られない場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡便なプロセスかつ良好な電気的接続が得られるバンプ形成方法及び配線基板を提供する。

本発明によれば、
基板上に、バンプ形成用の貫通孔を形成する工程と、
前記基板の裏面に第１導体層を積層する積層工程と、
前記積層工程の前または後に、前記貫通孔内に半田塊を埋設し、前記貫通孔の開口から前記半田塊の一部を突出させて前記基板の表面に凸部を形成する埋込工程と、
前記半田塊が、半田からなる半田層と、前記半田層の外側に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂と、を有し、前記樹脂を加熱溶融して前記貫通孔内を埋設しつつ、前記第１導体層と前記半田塊とを電気的に接続する接続工程と、
を含み、前記凸部がバンプとして機能することを特徴とするバンプ形成方法が提供される。

また、本発明によれば、
基板と、
前記基板を貫通する貫通孔に埋設され、前記基板の表面に突出した半田塊と、
前記半田塊と電気的に接続し、前記基板の裏面に形成された第１導体層と、
を備え、
半田からなる半田層と、前記半田層の外側に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂と、を有した前記半田塊の前記樹脂を加熱溶融して、前記貫通孔内を埋設し、前記半田塊の前記基板の表面に突出した凸部がバンプとして機能するように構成されたことを特徴とする配線基板が提供される。

本発明によれば、基板に形成された貫通孔に半田塊を埋設し、この半田塊の一部を貫通孔から基板の表面側に突出させて凸部を形成している。また、この半田塊は、半田からなる半田層と、前記半田層の外側に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂と、を有している。
そのため、半田リフロー接続の際、半田塊の樹脂が加熱溶融され貫通孔内の隙間を埋めることができるとともに、樹脂が流動して半田層が露出されるため、半田塊と基板の裏面の導体層とを接続できる。また、フラックス活性化合物を含有する樹脂により、半田と導体層との接続を良好にできる。これにより、基板の裏面の導体層と、基板の表面側に突出した半田塊とが電気的に接続され、基板の表面にバンプが得られる。したがって、簡便なプロセスでバンプを形成できると共に、良好な電気的接続が得られる。

本発明によれば、簡便なプロセスかつ良好な電気的接続が得られるバンプ形成方法及び配線基板を提供できる。

本発明の第１実施形態に係るバンプ形成方法の工程の一例を示す工程断面図である。 本発明の第１実施形態に係るバンプ形成方法の工程の一例を示す工程断面図である。 本発明の第１実施形態に係るバンプ形成方法の工程の一例を示す工程断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバンプ形成方法の工程の一例を示す工程断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバンプ形成方法の工程の一例を示す工程断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバンプ形成方法の工程の一例を示す工程断面図である。 本発明の埋込工程の一例を示す工程断面である。 本発明の変形例を示す工程断面図である。 本発明の変形例を示す工程断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１実施形態）
図１〜３は、本発明の第１実施形態に係るバンプ形成方法の工程の一例を示す工程断面図である。

配線基板１００は、基板１１と、基板１１を貫通する貫通孔１５に埋設され、基板１１の表面に突出した半田塊２５（半田塊２５１、半田塊２５２）と、半田塊２５１及び半田塊２５２と電気的に接続し、基板１１の裏面に形成された回路パターン４３（第１導体層）と、を備えている。また、半田塊２５２の基板１１の表面に突出した凸部がバンプ４５として機能するように構成されている。本実施形態では貫通孔１５に半田塊２５が複数埋設されている。

より詳細には、本実施形態において、基板１１の裏面には第１絶縁層３１、表面には第２絶縁層３２が形成されている。また、バンプ４５は、導体層４４（第２導体層）で覆われている。すなわち、回路パターン４３は、第１絶縁層３１を介して基板１１の裏面上に形成され、導体層４４は、第２絶縁層３２を介して基板１１の表面上に形成されている

本実施形態において、基板１１は絶縁性の基板であって、材料としては例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。これらの材料の中でも特にエポキシ樹脂が好ましい。

第１絶縁層３１には、基板１１の貫通孔１５上に位置するように開口が形成されている。これにより、第１絶縁層３１上に積層された回路パターン４３と、貫通孔１５内部の半田塊２５１とを接続できる。

同様にして、第２絶縁層３２は、基板１１の貫通孔１５に対向する領域に開口が形成されている。これにより、第２絶縁層３２上に積層された導体層４４と、貫通孔１５内部の半田塊２５２とを接続できる。

第１絶縁層３１及び第２絶縁層３２は、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂を半硬化させた絶縁材を用いて形成される。これら絶縁層は、同じ材料であっても、互いに異なる材料であってもよい。

回路パターン４３（第１導体層４１）及び導体層４４（第２導体層４２）は、例えば、鉄、ニッケル、アルミ、ステンレス、銅などが用いられ、これらのなかで、銅を用いることがより好ましい。これら導体層は、同じ材料であっても、互いに異なる材料であってもよい。

本実施形態において、半田塊２５は、２つの半田塊２５１及び半田塊２５２からなる。図３に示すように、貫通孔１５に半田塊２５１上に半田塊２５２が積層している。また、貫通孔１５に埋設された上層の半田塊２５２の一部が基板１１の表面から突出しており、基板１１の表面に凸部を形成している。本実施形態において、バンプ４５は、半田塊２５２の一部が基板１１の表面に突出した凸部より形成されている。

本実施形態において、半田塊２５１及び半田塊２５２は、コア２１と、コア２１を被覆する半田層２２と、半田層２２の外側を被覆する樹脂層２３と、をそれぞれ有している。加熱溶融した樹脂層２３は貫通孔１５内に埋設されている。本実施形態において、半田層２２は、内部にコア２１を有しているため、半田塊２５１及び半田塊２５２の形状をより安定的にできる。

本実施形態において、半田塊２５１及び半田塊２５２の形状は球状である。これにより、上下左右の区別なく貫通孔１５に埋設することができる。

半田塊２５の大きさは、貫通孔１５の深さまたは基板１１の厚み、貫通孔１５の開口部の径、要求されるバンプ４５の突出量等により適宜調整できる。

ここで、「被覆」とは、コア２１の外表面または半田層２２の外表面の全面を覆うものに限定されず、未被覆の領域を有していてもよい。被覆の程度や度合いは適宜調整できる。

コア２１は、熱変形しにくいものが好ましく、半田層２２よりも融点が高くなっていればよく、例えば、半田層２２よりも融点が高い樹脂組成物を用いて形成されてもよい。これにより、半田リフロー時に溶融変形されないため、形状が安定し、良好な接続を実現できる。またコア２１は、導電性材料を含んでいてもよい。導電性材料としては、銅などが挙げられる。コア２１に銅が含まれることにより、導電率を向上でき電気抵抗を下げることができる。

半田層２２の形成方法としては、例えば電解めっきを用いること等により形成される。半田層２２の厚さ、組成などは適宜選択して用いることができる。

樹脂層２３は、半田リフロー時に溶融し、貫通孔１５と半田塊２５１及び２５２との隙間を埋めるように広がる。これにより、貫通孔１５内でのボイドの発生を抑制できるとともに、半田層２２が露出し電気的接続が可能となる。

本実施形態における樹脂層２３としては、熱硬化性樹脂が好ましく、更には常温で液状のものが好ましい。例としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等公知の熱硬化性樹脂を適用することが出来るが、より好ましくはエポキシ樹脂である。貫通孔１５の隙間を埋めるため不純物、特にイオン性不純物が少ないものが好ましい。

エポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂の種類として特に限定されず、例えば、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂等を用いることができるが、常温で液状のものが好ましい。常温で液状ではないものに関しては、既存の液状エポキシ樹脂にあらかじめ溶解させて使用するか、予め溶剤に溶かして使用することも出来る。

エポキシ樹脂の硬化剤としては、公知のものを用いることができ、例えば、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール樹脂系硬化剤等を用いることができる。エポキシ樹脂の硬化促進剤としては、公知のものを用いることができ、例えば、イミダゾール類、ＤＢＵ、リン系触媒、金属アセチルアセトナートや金属ナフテン酸等の金属錯体等を用いることができる。また、特性を向上させるためにフィラーを添加することが出来る。その例としては、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、窒化アルミ等が挙げられる。

樹脂層２３は、フラックス活性化合物を含有している。フラックス活性化合物とは、半田バンプの酸化膜を還元し、半田の表面張力を低下させ、半田の濡れを良くする作用を有するものをいう。これにより、回路パターン４３（第１導体層４１）及び導体層４４（第２導体層４２）が、半田と接続性が良好でない金属から形成された場合であっても電気的に良好な接続が得られる。

このフラックス活性化合物としては、例えば有機カルボン酸類（ポリマー、モノマー含む）、ハイドロキノン、ナフトキノンのような還元作用を示す物質または該構造を有する化合物のことを示す。これらは主剤となる液状の熱硬化性樹脂１００重量部に対し、１０〜５０重量部であることが望ましい。１０重量部未満であると十分なフラックス活性が得られず、半田バンプの接合性が低下するという不具合が生じる可能性があり、５０重量部を越えるとマイグレーションや耐湿劣化などにつながる可能性がある。

また、フラックス活性化合物は、例えば、エポキシ樹脂の硬化剤としての作用とフラックス作用の両方を有する物質であってもよい。例えば、１分子あたり少なくとも２個以上のフェノール性水酸基と１分子当たり少なくとも１個以上の芳香族カルボン酸を有する化合物であり、この様な化合物の例としては、例えば、ジヒドロキシ安息香酸、フェノールフタリン、ジヒドロキシナフトエ酸、無水メチルナジック酸等がある。

さらに、樹脂層２３はフラックス活性化合物とは別の硬化剤をさらに含んでもよい。硬化剤としては、特に限定されるものではなく、フェノール類、アミン類、チオール類があげられるが、エポキシ樹脂との反応性や硬化後の物性を考えた場合、フェノール類が好適に用いられる。

これらの原材料の他に必要に応じて、低応力剤、顔料、難燃剤、粘度調整剤、密着助剤等を添加することが出来る。

樹脂層２３に用いられる樹脂組成物の製造方法は、例えば、これらの原材料について所定の配合量を秤量し、３本ロールや混練機等を用いて、混合し、脱泡して製造できる。

さらにこの樹脂組成物を用いて半田塊２５１及び２５２の樹脂層２３を形成する方法としては、次の方法が挙げられる。例えば、基板上に半田層２２付きコア２１を載置し、これを転がしながら、溶剤に樹脂を溶解させたワニスをスプレーガンなどにより吹き付けることにより、半田層２２の外表面に樹脂層２３を形成する。また、別の方法としては、例えば、基板上に溶剤に樹脂を溶解させたワニスを塗布して、薄膜を形成し、この薄膜上に半田層２２付きコア２１を載置して転がすことにより、半田層２２の外表面に付着させてもよい。

次に図１〜３を用いて、本実施形態におけるバンプ形成方法の一例について説明する。

本実施形態におけるバンプ形成方法は、
基板１１上に、バンプ形成用の貫通孔１５を形成する工程（工程１）と、
基板１１の裏面に第１導体層４１を積層する積層工程（工程２）と、
積層工程の前または後に、貫通孔１５内に半田塊２５を埋設し、貫通孔１５の開口から半田塊２５の一部を突出させて基板１１の表面に凸部を形成する埋込工程（工程３）と、
半田塊２５が、半田からなる半田層２２と、半田層２２の外側に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂層２３と、を有し、樹脂層２３を加熱溶融して貫通孔１５内を埋設しつつ、第１導体層４１と半田塊２５とを電気的に接続する接続工程（工程４）と、を含む。
さらに、本実施形態において、（工程３）と（工程４）との間に、基板１１の表面に第２導体層４２を積層し、凸部の形状に沿うように第２導体層４２を変形させる工程、および（工程４）の後に凸部の形状に沿うように第２導体層４２を選択的に除去する工程を含む。以下、各工程について詳述する。

基板１１上に、バンプ形成用の貫通孔１５を形成する工程（工程１）；
まず、図１（ａ）に示すように、基板１１を準備する。次に、図１（ｂ）に示すように、例えば、エッチング、ドリル加工、レーザー加工などの方法により、基板１１を貫通するバンプ形成用の貫通孔１５を形成する。

基板１１の裏面に第１導体層４１を積層する積層工程（工程２）；
基板１１の裏面に、第１絶縁層３１及び第１導体層４１をこの順で積層する（図１（ｃ）参照）。

貫通孔１５内に半田塊２５を埋設し、貫通孔１５の開口から半田塊２５の一部を突出させて基板１１の表面に凸部を形成する埋込工程（工程３）；
次に、図１（ｃ）に示すように、基板１１の表面に、振り込み用マスク４０を設置する。

本実施形態において、振り込み用マスク４０には、基板１１の貫通孔１５に対向する領域に開口が形成されており、この開口を介して貫通孔１５に半田塊２５が埋設される。また、振り込み用マスク４０の厚さは、半田塊２５の大きさよりも小さく、半田塊２５の大きさ及び形成したいバンプ４５の大きさに合わせて適宜調整される。

続けて、振り込み用マスク４０上に複数の半田塊２５を配置し、基板１１全体に振動を与えながら、振り込み用マスク４０の開口を通じて貫通孔１５に半田塊２５を埋設する。その後、図２（ａ）に示すようにして、振り込み用マスク４０上の過剰な半田塊２５を、ブレード４８により移動させて取り除く。

続けて、基板１１表面から振り込み用マスク４０を取り除く。本実施形態において、貫通孔１５には２つの半田塊２５１及び半田塊２５２が埋設され、半田塊２５２の一部が貫通孔１５の開口から突出して基板１１表面に凸部が形成される。

基板１１の表面に第２導体層４２を積層し、凸部の形状に沿うように第２導体層４２を変形させる工程；
次に、図２（ｂ）に示すように、基板１１の表面に第２絶縁層３２、第２導体層４２を積層する。

なお、第１絶縁層３１及び第２絶縁層３２は、貫通孔１５に対向する領域に開口がそれぞれ形成されている。これにより、貫通孔１５に対向する領域で第１導体層４１と第２導体層４２が露出するため、後に説明する半田リフロー工程で、半田塊２５１と第１導体層４１、半田塊２５２と第２導体層４２とがそれぞれ電気的に接続できるようになる。

次に、図２（ｂ）に示すように、第２導体層４２、第２絶縁層３２、基板１１、第１絶縁層３１及び第１導体層４１を順に積層して積層体を形成し、上下方向から積層板５０によりこの積層体を挟持する。積層板５０は、バンプ４５形成領域に、基板１１表面に形成された凸部と嵌合しうる凹部が形成されている。また積層板５０は、第１導体層４１及び第２導体層４２を保護するものであり、着脱が容易である。

続けて、この積層体を上下方向から加熱・加圧し、積層板５０と凸部の間に挟まれた第２導体層４２を、凸部の形状に沿うように変形する。

半田塊２５が、半田からなる半田層２２と、半田層２２の外側に形成された樹脂層２３と、を有する（第１）半田塊であり、樹脂層２３を加熱溶融して貫通孔１５内を埋設しつつ、半田塊２５を加熱溶融して第１導体層４１と半田塊２５とを電気的に接続する接続工程（工程４）：
次に、リフロー炉にて加熱することにより、半田塊２５２、半田塊２５１の最外周に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂層２３を加熱溶融して、半田層２２を露出させる。さらに、半田層２２の一部が加熱溶融することにより、第１導体層４１と半田塊２５１とを電気的に接続し、かつ第２導体層４２と半田塊２５２とを電気的に接続する。このとき、半田塊２５１及び２５２の最外周に形成された樹脂層２３の一部が溶融して広がり、貫通孔１５の内部の隙間を埋め込むことができる（図２（ｃ）中の領域１６）。さらに、第１絶縁層３１、第２絶縁層３２が溶融により広がることによって、さらに貫通孔１５を隙間なく埋めることができる。また、コア２１は、半田層２２よりも溶融温度が高いため、半田リフロー時でも溶融せず、半田塊２５１及び２５２の熱変形が低減される。

凸部の形状に沿うように第２導体層４２を選択的に除去する工程；
次に、積層板５０を取り外し、第１導体層４１、第２導体層４２それぞれを選択的に除去することにより、所定の回路パターン４３、バンプ４５をそれぞれ形成する。より具体的には、第１導体層４１上に、レジスト層を形成し、レジスト層に所定のパターンを形成し、レジスト層をマスクとして第１導体層４１を選択的にエッチングし、回路パターン４３を形成する。同様にして第２導体層４２を所定のバンプ形状になるように選択的にエッチングし、バンプ４５を形成する。このようにして、図３に示すような、配線基板１００が得られる。

本実施形態の効果を説明する。本発明によれば、基板１１に形成された貫通孔１５に半田塊２５（半田塊２５１及び２５２）を埋設し、この半田塊２５２の一部を貫通孔１５から基板１１の表面側に突出させて凸部を形成している。また、これらの半田塊２５は、半田からなる半田層２２と、半田層２２の外側に形成され、フラックス活性化合物を含有する樹脂層２３と、を有している。そのため、半田リフロー接続の際、半田塊２５の樹脂層２３が加熱溶融され貫通孔１５内の隙間を埋めることができる（図３中の領域１６）。さらに、樹脂層２３が広がることにより半田層２２が露出して半田塊２５１の一部と基板１１の裏面の第１導体層４１とを電気的に接続できる。また、フラックス活性化合物を含有する樹脂層２３により、半田と回路パターン４３との接続を良好にできる。このようにして、基板１１の裏面の回路パターン４３と、基板１１の表面側に突出した半田塊２５２とが電気的に接続され、基板１１の表面にバンプ４５が得られる。したがって、簡便なプロセスでバンプを形成できると共に、良好な電気的接続が得られる。

また従来の技術では、基板に貫通孔を形成した後貫通孔内に導電性材料を電解めっきなどにより形成し、穴埋めしなければならなかった。そのため、穴埋めした導電性材料を選択的に除去して、基板表面を平坦化しエッチング処理や研磨処理などの工程が必要となった。

これに対し、本実施形態では、貫通孔１５の内部の半田塊２５１及び２５２の数や大きさを適宜調整して配置することができる。そのため、貫通孔の内壁に導電性材料を形成する作業や貫通孔の内部を穴埋めする作業が必要ない。また、穴埋め後に、基板１１を平坦化する作業が生じないため、簡便な方法で、生産性の高い配線基板１００が実現できる。

本実施形態では、半田塊２５１及び２５２の樹脂層２３は、リフロー時のプレスなどにより貫通孔１５内に広がるため、半田層２２と第１導体層４１、第２導体層４２との間はより低い抵抗で接続できる。

また、従来は貫通孔内に電解めっきを用いて導電性材料を埋め込むためにめっきシードとなる導体回路層が厚くなりバラツキが増大するといった問題があったが、本発明は電解めっき工程を必要とせず薄く厚さの一定な銅箔を使用できる。そのため、薄くて厚さバラツキの小さい第１導体層４１を形成することが可能であり、精度の高い微細な回路パターニングが得られる。

本実施形態における半田塊２５１及び２５２は、半田よりも融点が高いコア２１を有するため、半田塊２５１及び２５２の熱変形を抑制し、接続位置を固定することができる。これにより信頼性の高い回路基板をえることができる。

なお、上記実施形態では、半田塊２５が２つの半田塊２５１及び２５２からなる場合について説明したが、半田塊の数はこれに限られない。一つの貫通孔１５に対して３つ以上の半田塊２５が設けられてもよい。これにより、貫通孔１５のアスペクト比が１．５以上の場合や、０．５を下回る場合であっても半田塊２５の径、個数、配置を適宜変更することで良好な半田接続を得ることができる。ただしこの場合、積層した半田塊のうち最上層の半田塊２５の一部のみが基板１１の表面の貫通孔１５の開口から突出することが好ましい。

本実施形態において、基板１１は絶縁性の基板の場合について説明したが、導電性であってもよい。この場合、図３に示すように回路パターン４３と基板１１との間には第１絶縁層３１が介在し、バンプ４５と基板１１との間に第２絶縁層３２が介在することで、絶縁が保たれる。また、貫通孔１５内では、半田塊２５と基板１１との間に溶融した樹脂層２３が介在することで絶縁が保たれる。

本実施形態では、第１絶縁層３１、第２絶縁層３２を用いた例について説明したが、基板１１が絶縁性基板の場合、これら絶縁層を用いなくてもよい。

（第２実施形態）
図４〜６は、本発明の第２実施形態に係るバンプ形成方法の一例を示す工程断面図である。

本実施形態において、半田塊２５は、半田からなる半田層と、前記半田層の外側に形成された樹脂と、を有する（第１）半田塊２５３と、金属からなる（第２）半田塊２５４であり、半田塊２５４の一部が基板１１の表面に突出している。

図６に示すように、配線基板２００は、基板１１と、基板１１の表面に形成されたバンプ４６と、基板１１の裏面に形成された回路パターン４３（第１導体層）と、基板１１を貫通する貫通孔１５に埋設された複数の半田塊２５と、を備えている。また、バンプ４６は、半田塊２５４の一部が基板１１の表面に突出した凸部より形成され、バンプ４６と回路パターン４３とが半田塊２５３を介して電気的に接続するように構成されている。他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態において、半田塊２５４は、金属から形成されている。半田塊２５４は、導電性であって、例えば、半田、銅、金、銀、ニッケル等が用いられ、それらが積層されて形成されてもよい。

次に図４〜６を用いて、本実施形態におけるバンプ形成方法の製造方法について説明する。以下、各工程について詳述する。

基板１１上に、バンプ形成用の貫通孔１５を形成する工程（工程１）：
まず、図４（ａ）に示すように、基板１１を準備する。次に、図４（ｂ）に示すように、例えば、エッチング、ドリル加工、レーザー加工などの方法により、基板１１を貫通するバンプ形成用の貫通孔１５を形成する。

基板１１の裏面に第１導体層４１を積層する積層工程（工程２）；
基板１１の裏面に、第１絶縁層３１及び第１導体層４１をこの順で積層する（図４（ｃ）参照）。

貫通孔１５内に複数の半田塊２５を埋設し、貫通孔１５の開口から半田塊２５の一部を突出させて基板１１の表面に凸部を形成する埋込工程（工程３）；
貫通孔１５に半田塊２５を埋設する方法は、例えば図７に示される方法が用いられる。詳細は後述するが、まず図７に示される方法により半田塊２５３を貫通孔１５に埋設した後、図７に示される方法を繰り返して半田塊２５４を貫通孔１５に埋設する。または、まず図７に示される方法により半田塊２５３を貫通孔１５に埋設した後、図２（ａ）に示すようにして、振り込み用マスク４０上に半田塊２５４を配置し、基板１１全体に振動を与えながら、振り込み用マスク４０の開口を通じて貫通孔１５に半田塊２５４を埋設し、振り込み用マスク４０上の過剰な半田塊２５４を、ブレード４８により移動させて取り除いてもよい。

次に、図５（ａ）に示すように、第１導体層４１、第１絶縁層３１、基板１１、フィルム４９を順に積層して積層体を形成し、上下方向から積層板５０によりこの積層体を挟持する。フィルム４９は、積層板５０と基板１１との離型性を向上させるものであり、一般に離型フィルムと呼ばれるものである。積層板５０の凹部と半田塊２５とが挟み込んで離れにくくなった場合でもフィルム４９により両者の離型性を良好にできる。フィルム４９の材料としては特に限定されないが、例えばフッ素系の樹脂フィルムが用いられる。

半田からなる半田層２２と、半田層２２の外側に形成された樹脂層２３と、を有する（第１）半田塊２５３の、樹脂層２３を加熱溶融して貫通孔１５内を埋設しつつ、半田塊２５を加熱溶融して第１導体層４１と半田塊２５とを電気的に接続する接続工程（工程４）：
次に、リフロー炉にて加熱することにより、半田塊２５３の最外周に形成された樹脂層２３を加熱溶融して、半田層２２を露出させる。さらに、半田層２２の一部が加熱溶融することにより、第１導体層４１、半田塊２５３及び半田塊２５４を電気的に接続する。このとき、半田塊２５３の最外周に形成された樹脂層２３の一部が溶融して広がり、貫通孔１５の内部の隙間を埋め込むことができる（図５（ｂ）中の領域１６）。また、コア２１は、半田層２２よりも溶融温度が高いため、半田リフロー時でも溶融せず、半田塊２５３及び２５４の熱変形が低減される。

次に、フィルム４９及び積層板５０を取り外し、所定の回路パターン４３、半田塊２５４からなるバンプ４６を形成する。より具体的には、第１導体層４１上に、レジスト層を形成し、レジスト層に所定のパターンを形成し、レジスト層をマスクとして第１導体層４１を選択的にエッチングし、回路パターン４３を形成する。このようにして、図６に示すような、配線基板２００が得られる。

本実施形態において、基板１１の表面側に半田塊２５４の一部が突出するように、貫通孔１５に半田塊２５４を埋設するため、半田リフロー接続工程後、半田塊２５４をそのままバンプ４６にできる。そのため、より簡便な方法でバンプ４６が形成できる。本実施形態のその他の効果は、上記実施形態と同様である。

なお、第２実施形態では、半田塊２５４が導電層で覆われていない例について説明したが、半田塊２５４上に、金属からなる導電層が形成されていてもよい。また、半田塊２５４はＣｕ等種々の金属を用いて形成することができる。

なお、第２実施形態では、半田塊２５が、半田塊２５３と、金属からなる半田塊２５４がひとつずつである場合について説明したが、この数に限られない。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

埋込工程は、以下に説明する方法で行ってもよい。図７は、本発明の埋込工程の一例を示す工程断面である。

まず、図７（ａ）に示すように、吸着プレート６０を用意する。吸着プレート６０の一方の面には凹部が形成され、凹部の底部から吸着プレート６０の他方の面に貫通する穴が形成されている。凹部は、半田塊２５を埋設できる大きさが好ましい。

次に、図７（ｂ）に示すように、吸着プレート６０の一方の面上に複数の半田塊２５を配置し、吸着プレート６０全体に振動を与えながら、吸着プレート６０の凹部に半田塊２５を埋設する。その後、吸着プレート６０上の過剰な半田塊２５を、ブレード４８により移動させて取り除く。このとき、吸着プレート６０の他方の面から穴を通じて、吸引してもよい。

次に、図７（ｃ）に示すように、吸着プレート６０の他方の面から穴を通じて、吸引することにより半田塊２５を凹部に埋設させた状態で、半田塊２５が下側になるように吸着プレート６０を基板１１上に配置する。このとき、基板１１の貫通孔１５上に半田塊２５が対向するように配置する。

次に、図７（ｄ）に示すように、吸引を停止し、吸着プレート６０の穴から圧縮空気を送り込み、半田塊２５を貫通孔１５の内部に落下させるようにして、埋設する。

図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示された工程を繰り返すことにより、半田塊２５を貫通孔１５に埋設できる。

上記実施形態においては、貫通孔１５は柱状に形成されている例について説明したが、図８，９に示すように、貫通孔１７は下方に向かって幅が小さくなるテーパ形状を有していてもよい。この場合、貫通孔１７に埋設した半田塊２５が貫通孔１７の開口から下方に落下するのを抑制できるようになる。これにより、さらに簡便な方法でバンプ及び配線基板を形成できる。以下、図８，９を用いて説明する。

図８は、第１実施形態の変形例を示す工程断面図である。なお、貫通孔１７の形状が下方に向かって幅が小さくなるテーパ形状を有している以外は、上記第１実施形態で説明したのと同様であるため、詳細な説明は省略する。

まず、図８（ａ）に示すように、エッチング、ドリル加工、レーザー加工などの方法により、基板１１を貫通するバンプ形成用の貫通孔１７を形成する。これにより、下方に向かって幅が小さくなるテーパ形状が形成される。ドリルを用いた場合は、特殊な先端形状のビットを使用するか、複数回の加工を施すことにより形成できる。このとき、基板１１の裏面の貫通孔１７の開口幅が、半田塊２５よりも小さいことが好ましい。

つづけて、基板１１の裏面に第１導体層４１を積層し、貫通孔１７内に半田塊２５を埋設し、貫通孔１７の開口から半田塊２５の一部を突出させて基板１１の表面に凸部を形成する（図８（ｂ））。基板１１の表面に第２導体層４２を積層し（図８（ｃ））、凸部の形状に沿うように第２導体層４２を変形させ、半田リフローにより、半田塊２５を加熱溶融して第１導体層４１と半田塊２５とを電気的に接続している（図８（ｄ））。以後、上記第１実施形態で説明したのと同様にして、配線基板を得ることができる。この変形例においても、上記実施形態で説明したのと同様の効果が得られる。

図９は、第２実施形態の変形例を示す工程断面図である。なお、貫通孔１７の形状が下方に向かって幅が小さくなるテーパ形状を有している以外は、上記第２実施形態で説明したのと同様であるため、詳細な説明は省略する。

まず、図８（ａ）と同様にして、基板１１に、下方に向かって幅が小さくなるテーパ形状を有する貫通孔１７を形成する（図９（ａ））。

つづけて、基板１１の裏面に第１導体層４１を積層し、貫通孔１７内に半田塊２５を埋設し、貫通孔１７の開口から半田塊２５の一部を突出させて基板１１の表面に凸部を形成する（図９（ｂ））。基板１１の表面にフィルム４９を積層し（図９（ｃ））、半田リフローにより、半田塊２５を加熱溶融して第１導体層４１と半田塊２５とを電気的に接続している（図９（ｄ））。以後、上記第２実施形態で説明したのと同様にして、配線基板を得ることができる。この変形例においても、上記実施形態で説明したのと同様の効果が得られる。

上記実施形態においては、半田塊が球状である場合について説明したが、半田塊の形状は、楕円状、柱状であってもよく、例えば、円筒状、角柱状などが挙げられる。また、コアの形状が、球状、柱状、または、円筒状、角柱状等であってもよい。

上記実施形態においては、半田塊２５１、半田塊２５２、半田塊２５３がコア２１を有する場合について説明したが、コア２１を有さなくてもよい。

１１ 基板
１５ 貫通孔
１６ 領域
１７ 貫通孔
２１ コア
２２ 半田層
２３ 樹脂層
２５ 半田塊
３１ 第１絶縁層
３２ 第２絶縁層
４０ マスク
４１ 第１導体層
４２ 第２導体層
４３ 回路パターン
４４ 導体層
４５ バンプ
４６ バンプ
４８ ブレード
４９ フィルム
５０ 積層板
６０ 吸着プレート
１００ 配線基板
２００ 配線基板
２５１ 半田塊
２５２ 半田塊
２５３ 半田塊
２５４ 半田塊

Claims (13)

1. 基板上に、バンプ形成用の貫通孔を形成する工程と、
   前記基板の裏面に第１導体層を積層する積層工程と、
   前記積層工程の前または後に、前記貫通孔内に半田塊を埋設し、前記貫通孔の開口から前記半田塊の一部を突出させて前記基板の表面に凸部を形成する埋込工程と、
   前記半田塊が、半田からなる半田層と、前記半田層の外側に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂と、を有し、前記樹脂を加熱溶融して前記貫通孔内を埋設しつつ、前記第１導体層と前記半田塊とを電気的に接続する接続工程と、
   を含み、前記凸部がバンプとして機能することを特徴とするバンプ形成方法。
2. 請求項１に記載のバンプ形成方法において、
   前記埋込工程と、前記接続工程との間に、前記基板の表面に第２導体層を積層し、前記凸部の形状に沿うように前記第２導体層を変形させる工程、を含み、
   前記接続工程において、前記半田塊を、前記第１導体層および前記第２導体層と電気的に接続し、
   前記接続工程の後、前記凸部の形状に沿うように前記第２導体層を選択的に除去する工程をさらに含むことを特徴とするバンプ形成方法。
3. 請求項１に記載のバンプ形成方法において、
   前記埋込工程において、前記半田塊を複数埋設し、前記凸部を形成する半田塊が金属からなることを特徴とするバンプ形成方法。
4. 請求項２に記載のバンプ形成方法において、
   前記第１導体層が、第１絶縁層を介して前記基板の裏面に積層され、前記第２導体層が、第２絶縁層を介して前記基板の表面に積層されることを特徴とするバンプ形成方法。
5. 請求項１乃至４いずれかに記載のバンプ形成方法において、
   前記半田層は内部に半田よりも融点が高いコアを有することを特徴とするバンプ形成方法。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載のバンプ形成方法において、
   前記半田塊の形状は、球状または柱状であることを特徴とするバンプ形成方法。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載のバンプ形成方法において、
   前記貫通孔は、下方に向かって幅が小さくなるテーパ形状を有することを特徴とするバンプ形成方法。
8. 基板と、
   前記基板を貫通する貫通孔に埋設され、前記基板の表面に突出した半田塊と、
   前記半田塊と電気的に接続し、前記基板の裏面に形成された第１導体層と、
   を備え、
   半田からなる半田層と、前記半田層の外側に形成された、フラックス活性化合物を含有する樹脂と、を有した前記半田塊の前記樹脂を加熱溶融して、前記貫通孔内を埋設し、前記半田塊の前記基板の表面に突出した凸部がバンプとして機能するように構成されたことを特徴とする配線基板。
9. 請求項８に記載の配線基板において、
   前記バンプは、第２導体層で覆われていることを特徴とする配線基板。
10. 請求項８に記載の配線基板において、
    前記半田塊が複数であって、前記基板の表面に突出した半田塊が金属からなることを特徴とする配線基板。
11. 請求項９に記載の配線基板において、
    前記第１導体層は、第１絶縁層を介して前記基板の裏面上に形成され、前記第２導体層は、第２絶縁層を介して前記基板の表面上に形成されていることを特徴とする配線基板。
12. 請求項８乃至１１いずれかに記載の配線基板において、
    前記半田層は内部に半田よりも融点が高いコアを有することを特徴とする配線基板。
13. 請求項８乃至１２いずれかに記載の配線基板において、
    前記貫通孔は、下方に向かって幅が小さくなるテーパ形状を有することを特徴とする配線基板。

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