JP2012069543A

JP2012069543A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2012069543A
Application number: JP2010210377A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Funabashi; 弘紀舟橋; Kenichi Yamada; 健一山田; Hajime Saiki; 一斉木
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-04-05
Also published as: TW201218899A

Abstract

【課題】高さのバラツキを小さくすることにより、高い信頼性を付与することが可能な配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】配線基板は、基板準備工程、ソルダーレジスト形成工程、露光工程、現像工程及び硬化工程を経て製造される。なお、ソルダーレジスト形成工程後かつ露光工程前には、ラミネート工程及びプレス工程が行われる。ラミネート工程では、ソルダーレジスト３３，３８の表面３４，３９に保護フィルム８１，８２をラミネートする。プレス工程では、ソルダーレジスト３３，３８及び保護フィルム８１，８２を樹脂製基板１１側に押圧することにより、ソルダーレジスト３３，３８の表面３４，３９を平坦化する。また、プレス工程後かつ硬化工程前には、保護フィルム８１，８２を除去する除去工程が行われる。
【選択図】図６

Description

本発明は、配線基板の製造方法に係り、特には、ソルダーレジストを形成する方法に関するものである。

従来、ＩＣチップを搭載してなる配線基板（いわゆる半導体パッケージ）がよく知られている。ここで、ＩＣチップとの電気的な接続を図るための構造としては、ＩＣチップの底面上に配置された複数の端子上や、配線基板の基板主面上に配置された複数のパッド（いわゆるＣ４パッド：Controlled Collapsed Chip Connectionパッド）上に、はんだバンプを形成したもの（例えば特許文献１参照）が提案されている。以下、特許文献１に記載の配線基板におけるはんだバンプの形成方法について簡単に説明する。

まず、ソルダーレジスト用樹脂を樹脂製基板の基板主面上に塗布することにより、ソルダーレジストを形成する。次に、ソルダーレジストに対して露光及び現像を行うことにより、基板主面上に配置された複数のパッドを露出させるための開口部を形成する。さらに、複数のパッド上にはんだボールを搭載させる。そして、リフローによりはんだボールを加熱溶融させることにより、はんだバンプを形成する。

特開２００７−１７３７３７号公報（図２等）

ところで、配線基板とＩＣチップとの接合性を高めるためには、パッド上に形成された個々のはんだバンプの高さが揃っていることが好ましい。しかしながら、ソルダーレジスト用樹脂の乾燥時において、下地（パッド等）のデザインパターンの影響を受けることにより、ソルダーレジスト用樹脂の表面に凹みが発生する場合がある。この場合、ソルダーレジストの厚さにバラツキが生じてしまい、個々の開口部の深さや体積にもバラツキが生じてしまう。その結果、リフロー時において開口部に充填されるはんだの体積にバラツキが生じることに伴い、個々のはんだバンプの高さにバラツキが生じてしまうため、ＩＣチップとの間に接続不良が発生する可能性がある。

なお最近では、ＩＣチップの小型化の流れを受けて、はんだボールの直径や開口部の内径が小さくなる傾向にある。しかし、この場合には、ソルダーレジストの厚さ（はんだバンプの深さ）の変化に伴って開口部の体積が変化しやすくなるため、はんだバンプの高さのバラツキに起因する問題がいっそう深刻になる可能性がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高さのバラツキを小さくすることにより、高い信頼性を付与することが可能な配線基板の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するための手段（手段１）としては、基板主面上のバンプ形成領域内に複数のパッドが配置された樹脂製基板を準備する基板準備工程と、前記基板準備工程後、感光性を有するソルダーレジスト用樹脂を前記基板主面上に塗布することにより、ソルダーレジストを形成するソルダーレジスト形成工程と、前記ソルダーレジスト形成工程後、フォトマスクを介して前記ソルダーレジストを露光する露光工程と、露光された前記ソルダーレジストを現像して、前記パッドを露出させるための開口部を前記ソルダーレジストに形成する現像工程と、前記現像工程後、前記ソルダーレジストを硬化させる硬化工程とを含む配線基板の製造方法であって、前記ソルダーレジスト形成工程後かつ前記露光工程前に、前記ソルダーレジストの表面に保護フィルムをラミネートするラミネート工程と、前記ソルダーレジスト及び前記保護フィルムを前記樹脂製基板側に押圧することにより、前記ソルダーレジストの表面を平坦化するプレス工程とを行い、前記プレス工程後かつ前記硬化工程前に、前記保護フィルムを除去する除去工程を行うことを特徴とする配線基板の製造方法がある。

従って、手段１の製造方法によると、プレス工程においてソルダーレジストの表面が強制的に平坦化されるため、ソルダーレジストの厚さのバラツキが小さくなる。その結果、露光工程及び現像工程を経て形成される開口部の深さのバラツキが小さくなるため、パッド上にはんだバンプを形成した際に、開口部に充填されるはんだの体積のバラツキが小さくなるとともに、各はんだバンプの高さのバラツキが小さくなる。ゆえに、各はんだバンプを部品に対して確実に接続できるようになるため、配線基板に高い信頼性を付与することができる。

ここで、好適な部品としては、半導体集積回路素子（ＩＣチップ）、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などを挙げることができる。さらに、ＩＣチップとしては、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory ）などを挙げることができる。ここで、「半導体集積回路素子」とは、主としてコンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される素子をいう。

以下、上記手段１にかかる配線基板の製造方法について説明する。

基板準備工程では、基板主面上のバンプ形成領域内に複数のパッドが配置された樹脂製基板を準備する。好適な樹脂製基板としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等からなる基板が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）との複合材料からなる基板を使用してもよい。その具体例としては、ガラス−ＢＴ複合基板、高Ｔｇガラス−エポキシ複合基板（ＦＲ−４、ＦＲ−５等）等の高耐熱性積層板などがある。また、これらの樹脂とポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる基板を使用してもよい。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる基板等を使用してもよい。なお、かかる樹脂製基板の構造としては特に限定されないが、例えばコア基板の片面または両面にビルドアップ層を有するビルドアップ多層配線基板が好適である。

上記基板主面上のバンプ形成領域の位置及び数は特に限定されず任意であるが、樹脂製基板が例えばいわゆる多数個取り基板である場合には、配線基板の取り数に相当する数だけバンプ形成領域が存在している。バンプ形成領域は樹脂製基板における一方の主面のみに存在していてもよいが、他方の主面にも存在していてもよい。

バンプ形成領域内に配置される複数のパッドについて、その用途は限定されないが、例えばＩＣチップをフリップチップ接続するためのパッド（いわゆるＣ４パッド）であることがよい。即ち、フリップチップ接続のためのパッド上には、大きさの小さいＩＣチップ側の端子との電気的接続を図るために小さなはんだバンプを形成する必要があり、そのために小径のはんだボールが使用されることが多いからである。

続くソルダーレジスト形成工程では、感光性を有する液状のソルダーレジスト用樹脂を基板主面上に塗布することにより、ソルダーレジストを形成する。なお、ソルダーレジスト用樹脂は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。ソルダーレジスト用樹脂を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。

なお、樹脂製基板が、配線基板となるべき部分である基板形成領域と、基板形成領域を包囲する枠部とに区画され、配線基板を位置決めするための位置決め孔が枠部に設けられた積層基板によって形成される場合、ソルダーレジスト形成工程では、基板主面となるべき基板形成領域の主面上にソルダーレジスト用樹脂を塗布した際に、位置決め孔と基板形成領域の外周縁との間における枠部の主面上に、ソルダーレジスト用樹脂の一部が位置することが好ましい。換言すると、位置決め孔の開口縁と基板形成領域の外周縁との最短距離は、ソルダーレジスト用樹脂の枠部の主面上へのはみ出し長さよりも大きくなっていることが好ましい。このようにすれば、ソルダーレジスト用樹脂が位置決め孔に流れ込むことが防止されるため、位置決め孔を用いて配線基板を確実に位置決めすることができる。

ここで、基板形成領域とは、配線基板となるべき部分を指す。一般的に、基板形成領域（配線基板となるべき部分）は、平面視略矩形状となるように形成される。一方、枠部は、配線基板とはならず製造時に基板形成領域から分離、除去されてしまう部分であって、基板形成領域を包囲している。

また、樹脂製基板が、第１基板主面と、第１基板主面の反対側に位置する第２基板主面とを有する板状に形成されている場合、ソルダーレジスト形成工程は、ソルダーレジスト用樹脂を第１基板主面上及び第２基板主面上の両方に塗布する塗布工程と、第１基板主面及び第２基板主面の両方が露出するように樹脂製基板を直立させた状態で、第１基板主面上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂及び第２基板主面上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂を同時に乾燥させる乾燥工程とを含むことが好ましい。このようにすれば、第１基板主面にソルダーレジストを形成する工程と第２基板主面にソルダーレジストを形成する工程とを別々に行わなくても済むため、その分だけ工数を少なくすることができる。よって、上記の優れた配線基板を効率良く製造することが可能となる。

続く露光工程では、フォトマスクを介してソルダーレジストを露光する。なお、ソルダーレジスト形成工程後かつ露光工程前には、ソルダーレジストの表面に保護フィルムをラミネートするラミネート工程と、ソルダーレジスト及び保護フィルムを樹脂製基板側に押圧することにより、ソルダーレジストの表面を平坦化するプレス工程とが行われる。

ここで、保護フィルムを形成する好適な材料としては、可撓性を有する樹脂や紙などを挙げることができる。これらの材料は、耐熱性、耐圧性、離型性等に加えて、ソルダーレジストへのダメージが少ないこと、安価であること、薄く形成しても丈夫なことなどを考慮して適宜選択される。なお、樹脂や紙などは、再利用しやすいという点で好ましい。保護フィルムに使用される樹脂材料の具体例としては、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）などがある。特に、保護フィルムは、樹脂材料の中でも比較的離型性に優れたポリエチレンテレフタレート樹脂によって形成されていることが好ましい。

また、プレス工程において樹脂製基板、ソルダーレジスト及び保護フィルムの積層方向に付与される押圧力は、ラミネート工程において積層方向に付与される押圧力よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、ソルダーレジストの表面を確実に平坦化することができる。具体的に言うと、プレス工程において積層方向に付与される押圧力は、ラミネート工程において積層方向に付与される押圧力の５倍以上１５倍以下であることが好ましい。仮に、プレス工程において積層方向に付与される押圧力がラミネート工程において積層方向に付与される押圧力の５倍未満であると、ソルダーレジストの表面を十分に平坦化することができない。一方、プレス工程において積層方向に付与される押圧力がラミネート工程において積層方向に付与される押圧力の１５倍よりも大きいと、ソルダーレジストに大きな力がかかって破壊されやすくなり、製造される配線基板の信頼性が低下してしまう。また、プレス工程において積層方向に付与される押圧力は、例えば５ｋｇ／ｃｍ^２以上７ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。仮に、プレス工程において積層方向に付与される押圧力が５ｋｇ／ｃｍ^２未満であると、ソルダーレジストの表面を十分に平坦化することができない。一方、プレス工程において積層方向に付与される押圧力が７ｋｇ／ｃｍ^２よりも大きいと、ソルダーレジストに大きな力がかかって破壊されやすくなり、製造される配線基板の信頼性が低下してしまう。

続く現像工程では、露光されたソルダーレジストを現像して、パッドを露出させるための開口部をソルダーレジストに形成する。続く硬化工程では、ソルダーレジストを硬化させる。なお、ソルダーレジスト用樹脂が熱硬化性樹脂である場合、ソルダーレジストを硬化させる方法としては、未硬化状態のソルダーレジストを加熱することが挙げられる。また、ソルダーレジスト用樹脂が熱可塑性樹脂である場合、ソルダーレジストを硬化させる方法としては、ソルダーレジスト形成工程などにおいて加熱したソルダーレジストを冷却することが挙げられる。

なお、プレス工程後かつ硬化工程前には、保護フィルムを除去する除去工程が行われる。ここで、保護フィルムが、光透過性を有する材料によって形成される場合、露光工程において、フォトマスク及び保護フィルムを介してソルダーレジストを露光し、露光工程後かつ現像工程前に除去工程を行うことが好ましい。このようにすれば、保護フィルムを用いてソルダーレジストを長期間に亘って保護できるため、製造される配線基板の信頼性向上につながるようになる。

また、硬化工程後に、複数のパッド上にはんだボールを搭載させるボール搭載工程と、搭載されたはんだボールを加熱溶融させて複数のはんだバンプを形成するリフロー工程とを行ってもよい。ボール搭載工程において使用されるはんだボールの大きさは特に限定されず、形成されるべきはんだバンプの用途に応じて適宜設定可能であるが、例えば、直径が２００μｍ以下、特には直径が１１０μｍ以下のマイクロボールを用いることがよい。また、パッドは、直径が１００μｍ以下であることがよい。はんだボールの直径を２００μｍ以下に設定したりパッドの直径を１００μｍ以下に設定したりした場合、いわゆるＣ４パッドのファイン化に対応して、小さなはんだバンプを比較的容易に形成することができる。また、はんだボールの直径やパッドの直径を上記のように設定した場合、ソルダーレジストの厚さのバラツキに起因してはんだバンプの高さバラツキという本願特有の問題が起こりやすく、それゆえ上記手段１を採用する意義が大きくなる。

はんだボールに使用されるはんだ材料としては特に限定されないが、例えば錫鉛共晶はんだ（Ｓｎ／３７Ｐｂ：融点１８３℃）が使用される。錫鉛共晶はんだ以外のＳｎ／Ｐｂ系はんだ、例えばＳｎ／３６Ｐｂ／２Ａｇという組成のはんだ（融点１９０℃）などを使用してもよい。また、上記のような鉛入りはんだ以外にも、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだ等の鉛フリーはんだを選択することも可能である。

その後、樹脂製基板が例えば基板形成領域と枠部とに区画された積層基板であれば、基板形成領域から枠部を除去することにより、配線基板を得ることができる。

本実施形態の配線基板の概略図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。配線基板の製造方法を説明するための概略平面図。配線基板の製造方法を説明するための要部平面図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。配線基板の製造方法を説明するための要部断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態の配線基板の製造方法を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態の配線基板１０は、両面にビルドアップ層１４，１５を備える両面ビルドアップ多層配線基板である。配線基板１０を構成するコア基板１６は、平面視略矩形状の板状部材であって、その複数箇所には図示しないスルーホール導体が形成されている。これらのスルーホール導体は、コア基板１６の上面側の第１ビルドアップ層１４の導体と、コア基板１６の下面側の第２ビルドアップ層１５の導体とを電気的に接続している。

第１ビルドアップ層１４の表面（第１基板主面１２）上には、平面視略矩形状のバンプ形成領域Ｒ１が設定され、バンプ形成領域Ｒ１内には、高さ８０μｍ程度のはんだバンプ６２が複数配置されている。これらのはんだバンプ６２は、ＩＣチップ７１側の端子とのフリップチップ接続に用いられる、いわゆるＣ４用のバンプである。一方、第２ビルドアップ層１５の表面（第１基板主面１２の反対側に位置する第２基板主面１３）上にもバンプ形成領域Ｒ２が設定され、そのバンプ形成領域Ｒ２内には、高さ４００μｍ〜６００μｍ程度のはんだバンプ６３が複数配置されている。これらのはんだバンプ６３は、図示しないマザーボード側の端子との電気的接続に用いられる、いわゆるＢＧＡバンプである。

図１１に示されるように、第１ビルドアップ層１４は、層間絶縁層３１，３２と、銅めっき導体層４３，４４とを交互に積層してなる。層間絶縁層３１，３２は、いずれも厚さが約３０μｍであって、例えば連続多孔質ＰＴＦＥにエポキシ樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる。銅めっき導体層４３，４４は、セミアディティブ法によって形成されている。

また、第２層の層間絶縁層３２の表面（第１基板主面１２）上のバンプ形成領域Ｒ１内には、複数のパッド２１がアレイ状に配置されている。各パッド２１は平面視円形状をなし、その直径は１００μｍに設定されている。また、各パッド２１は、下地金属層、ニッケルめっき層及び金めっき層によって構成されている。下地金属層は、第１基板主面１２上に形成されるとともに、電解銅めっきを積層することにより構成された金属層であって、銅めっき導体層４３，４４と同じくセミアディティブ法によって形成されている。ニッケルめっき層は、後述するソルダーレジスト３３の開口部２２を介して露出した下地金属層の上面を無電解ニッケルめっきで被覆することによって形成されためっき層である。金めっき層は、無電解金めっきによってニッケルめっき層を被覆するように形成されためっき層である。

また図１１に示されるように、層間絶縁層３２の表面（第１基板主面１２）は、エポキシ系樹脂からなる厚さ３０μｍ程度のソルダーレジスト３３によってほぼ全体的に覆われている。このソルダーレジスト３３には、同ソルダーレジスト３３を厚さ方向に貫通する開口部２２が形成され、各パッド２１は開口部２２を介して露出している。なお、これらの開口部２２は、底部の内径が７５μｍ程度に設定され、開口端部の内径が８０μｍ程度に設定されている。さらに、層間絶縁層３１，３２における所定箇所には、それぞれ銅めっきからなるフィルドビア導体４１，４２が設けられている。フィルドビア導体４１，４２は、パッド２１及び銅めっき導体層４３，４４を相互に電気的に接続している。

また、第２ビルドアップ層１５は、上述した第１ビルドアップ層１４とほぼ同じ構造を有している。即ち、第２ビルドアップ層１５は、層間絶縁層３６，３７と、銅めっき導体層４５，４６とを交互に積層してなる。また、第２層の層間絶縁層３７の表面（第２基板主面１３）上のバンプ形成領域Ｒ２内には、複数のパッド２３がアレイ状に配置されている。各パッド２３は平面視円形状をなし、その直径は５００μｍに設定されている。

図１１に示されるように、層間絶縁層３７の表面（第２基板主面１３）は、エポキシ樹脂からなる厚さ３０μｍ程度のソルダーレジスト３８によってほぼ全体的に覆われている。このソルダーレジスト３８には、同ソルダーレジスト３８を厚さ方向に貫通する開口部２４が形成され、各パッド２３は開口部２４を介して露出している。なお、これらの開口部２４は、内径が４００μｍ程度に設定されている。さらに、層間絶縁層３６，３７における所定箇所には、それぞれ銅めっきからなるフィルドビア導体４７，４８が設けられている。フィルドビア導体４７，４８は、パッド２３及び銅めっき導体層４５，４６を相互に電気的に接続している。

次に、本実施形態の配線基板１０の製造方法について説明する。

まず、基板準備工程を行い、第１基板主面１２上のバンプ形成領域Ｒ１内に複数のパッド２１が配置されるとともに、第２基板主面１３上のバンプ形成領域Ｒ２内に複数のパッド２３が配置された樹脂製基板１１を準備する（図２参照）。なお、樹脂製基板１１は、第１基板主面１２及び第２基板主面１３を有する板状に形成されている。また図３に示されるように、本実施形態の樹脂製基板１１は、配線基板１０となるべき部分である平面視正方形状の基板形成領域９１と、基板形成領域９１を包囲する一対の枠部９２とに区画された積層基板９０によって形成されている。なお、枠部９２には、配線基板１０を位置決めするための位置決め孔９３が複数設けられている。各位置決め孔９３は、内径が２ｍｍの平面視円形状をなし、枠部９２において互いに等間隔に配置されている。

続くソルダーレジスト形成工程は、塗布工程及び乾燥工程を含んでいる。詳述すると、塗布工程では、従来周知のロールコーターを用いて、感光性を有する液状のソルダーレジスト用樹脂３５（図４参照）を第１基板主面１２上及び第２基板主面１３上の両方に塗布する。なお図４に示されるように、塗布工程では、第１基板主面１２となるべき基板形成領域９１の主面９５上にソルダーレジスト用樹脂３５を塗布した際に、位置決め孔９３と基板形成領域９１の外周縁との間における枠部９２の主面９６上に、ソルダーレジスト用樹脂３５の一部がはみ出して位置しうるようになっている。このとき、位置決め孔９３の開口縁と基板形成領域９１の外周縁との最短距離Ｌ１は、ソルダーレジスト用樹脂３５の枠部９２の主面９６上へのはみ出し長さＬ２よりも大きくなる。

続く乾燥工程では、第１基板主面１２及び第２基板主面１３の両方が露出するように樹脂製基板１１を直立させた状態で、第１基板主面１２上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂３５と、第２基板主面１３上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂３５とを同時に乾燥させる。その結果、第１基板主面１２上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂３５がソルダーレジスト３３になるとともに、第２基板主面１３上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂３５がソルダーレジスト３８になる。

続くラミネート工程では、従来周知のラミネーターを用いて、ソルダーレジスト３３の表面３４に離型性を有する保護フィルム８１をラミネートする（図５参照）。同様に、ソルダーレジスト３８の表面３９にも離型性を有する保護フィルム８２をラミネートする。この時点で、樹脂製基板１１、ソルダーレジスト３３，３８及び保護フィルム８１，８２を積層してなる積層体が形成される。なお、本実施形態の保護フィルム８１，８２は、光透過性を有する材料であるポリエチレンテレフタレート樹脂によって形成されている。

次に、下記の要領でプレス工程を実施する。まず、樹脂製基板１１を下型８３で支持した状態で、樹脂製基板１１にラミネートされた保護フィルム８１上に金属製の上型８４を載置する（図６参照）。そして次に、６０℃に設定したプレスラミネーター（ラミネート工程で用いたものとは異なるもの）を用いて、樹脂製基板１１、ソルダーレジスト３３，３８及び保護フィルム８１，８２の積層方向に、６ｋｇ／ｃｍ^２の押圧力を６０秒間付与する。その結果、ソルダーレジスト３３及び保護フィルム８１が樹脂製基板１１側に押圧されることにより、ソルダーレジスト３３の表面３４が平坦化される。これと同時に、ソルダーレジスト３８及び保護フィルム８２も樹脂製基板１１側に押圧されるため、ソルダーレジスト３８の表面３９が平坦化される。なお、プレス工程において積層方向に付与される押圧力（６ｋｇ／ｃｍ^２）は、ラミネート工程において積層方向に付与される押圧力よりも大きくなっている。また、ラミネート工程では積層方向に３．５ｋｇ／ｃｍ^２の押圧力が付与されるため、プレス工程において積層方向に付与される押圧力は、ラミネート工程において積層方向に付与される押圧力の１．７倍となる。

続く露光工程では、ソルダーレジスト３３，３８及び保護フィルム８１，８２がラミネートされた樹脂製基板１１を、従来周知の露光機（図示略）の上に固定する。次に、ソルダーレジスト３３の上方にフォトマスク５０を配置する（図７参照）。そして、ソルダーレジスト３３の表面３４に対して、フォトマスク５０及び保護フィルム８１を介して紫外光を照射し、ソルダーレジスト３３を露光する。なお、フォトマスク５０は、紫外光を透過可能とする複数の光透過部５１、及び、紫外光を透過不能とする非透過部５２からなっている。各光透過部５１は、直径８０μｍの円形状をなしており、ソルダーレジスト３３に開口部２２（図８参照）を形成するためのものである。

さらに、樹脂製基板１１を裏返した状態で、ソルダーレジスト３８の上方にフォトマスク（図示略）を配置する。そして、ソルダーレジスト３８の表面３９に対して、フォトマスク及び８２を介して紫外光を照射し、ソルダーレジスト３８を露光する。なお、フォトマスクは、紫外光を透過可能とする光透過部、及び、紫外光を透過不能とする非透過部からなっている。各光透過部は、直径４００μｍの円形状をなしており、ソルダーレジスト３８に開口部２４（図８参照）を形成するためのものである。

続く除去工程では、保護フィルム８１，８２を剥離する。なお、除去工程は、露光工程後であって、後述する現像工程前に行われる。そして、現像工程では、露光されたソルダーレジスト３３を現像して、パッド２１を露出させるための開口部２２をソルダーレジスト３３に形成する（図８参照）。また、露光されたソルダーレジスト３８を現像して、パッド２３を露出させるための開口部２４をソルダーレジスト３８に形成する。

続く硬化工程では、ソルダーレジスト３３，３８を硬化させる。具体的には、ポストキュアを行い、ソルダーレジスト３３，３８をある程度硬化させる。さらに、ＵＶキュアを行い、ソルダーレジスト３３，３８を完全に硬化させる。そして、この時点で、ソルダーレジスト３３，３８の厚さ、及び、ソルダーレジスト３３，３８の開口部２２，２４の寸法を測定し、それらの測定値が基準値を満たしているか否かを検査する。

次に、樹脂製基板１１を図示しない従来周知の印刷装置にセットして、メッシュマスクを用いた印刷を行うことにより、第１基板主面１２側にフラックスＦ１を薄く均一に塗布する（図９参照）。このとき、各パッド２１を含むバンプ形成領域Ｒ１よりも一回り大きな領域の全体に、フラックスＦ１を塗布する。なお、フラックスＦ１の種類は特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。

続くボール搭載工程では、はんだボール搭載用マスク（図示略）を用いて、複数のパッド２１上にはんだボール６１を搭載させる（図１０参照）。なお本実施形態では、はんだボール６１として、直径が約７０μｍのマイクロボールを用いている。また、本実施形態のはんだボール６１には、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだがはんだ材料として用いられている。

詳述すると、ボール搭載工程では、はんだボール搭載用マスクを第１基板主面１２側にあるソルダーレジスト３３の表面３４に密着させて配置する。次に、はんだボール搭載用マスクのマスク表面上に、直径が約７０μｍのはんだボール６１を多数供給する。その結果、はんだボール６１が、はんだボール搭載用マスクに設けられた貫通孔内を落下して貫通孔の直下にある各パッド２１上に載り、フラックスＦ１の粘着力によってパッド２１に仮固定される（図１０参照）。

続くリフロー工程では、樹脂製基板１１を従来周知のリフロー炉内にセットし、各パッド２１上に搭載された各はんだボール６１を所定温度に加熱して溶融させる。その結果、図１１に示す形状のはんだバンプ６２が形成される。なお、詳細な説明は省略するが、第２基板主面１３側へのはんだバンプ６３の形成もこれに準拠して行う。

続く測定工程では、全て（本実施形態では約７０００個）のはんだバンプ６２の高さを測定する。そして、各はんだバンプ６２の高さの測定値に基づいて、ソルダーレジスト３３に設けられる開口部２２の内径の補正値を決定する。具体的に言うと、はんだバンプ６２が高すぎる場合には、ソルダーレジスト３３からのはんだバンプ６２の突出量を減らすために、内径の補正値を大きくする。一方、はんだバンプ６２が低すぎる場合には、ソルダーレジスト３３からのはんだバンプ６２の突出量を確保するために、内径の補正値を小さくする。また、ソルダーレジスト３３が厚くなるに従って、内径の補正値を小さくする。さらに、樹脂製基板１１内の配線が疎になるに従って、内径の補正値を小さくする。なお、補正値の決定に伴い、開口部２２の形成に用いられるフォトマスク５０の光透過部５１の直径が、補正値と同じ値に決定される。

そして、次回以降の配線基板１０の製造時において、補正値に基づいて開口部２２の内径を設定すれば、はんだバンプ６２の高さのバラツキが小さくなるように調整される。具体的に言うと、個々のはんだバンプ６２のコプラナリティ（Coplanarity ）の測定値が、１ｃｍ^２あたり２μｍ（狙い値）となる。ここで、「コプラナリティ」とは、「日本電子機械工業会規格ＥＩＡＪＥＤ−７３０４ＢＧＡ規定寸法の測定方法」で定義されている端子最下面均一性を示している。また、「コプラナリティの測定値」とは、「ＥＤ−７３０４ＢＧＡ規定寸法の測定方法」で定義されている測定値であり、各パッド２１の表面に対する各はんだバンプ６２の頂部の均一性を示す指標である。なお、詳細な説明は省略するが、はんだバンプ６３の高さバラツキの調整もこれに準拠して行う。

その後、従来周知の切断装置などを用いて基板形成領域９１から枠部９２を切断除去すれば、製品（配線基板１０）が得られる。

次に、樹脂製基板１１の評価方法及びその結果を説明する。

まず、測定用サンプルを次のように準備した。本実施形態と同じ樹脂製基板１１を準備し、これを実施例とした。また、ラミネート工程後かつ露光工程前にプレス工程を行う代わりに、硬化工程後かつ測定工程前にプレスベーキング工程を行うことによって得られた樹脂製基板を準備し、これを比較例１とした。さらに、プレス工程もプレスベーキング工程も行わずに得られた樹脂製基板を準備し、これを比較例２とした。なお、プレスベーキング工程では、樹脂製基板及びソルダーレジストを積層してなる積層体を１８０℃に加熱した状態で、樹脂製基板及びソルダーレジストの積層方向に、５ｋｇ／ｃｍ^２の押圧力を３０分間付与するようになっている。

次に、各測定用サンプル（実施例、比較例１，２）に対して、ソルダーレジストに設けられた開口部の開口端部の内径（Ｔｏｐ径）を測定し、Ｔｏｐ径の最大値の９５％の値、最小値の９５％の値、平均値を算出するとともに、Ｔｏｐ径の標準偏差、平均の標準誤差を算出した。その結果を表１に示す。また、各測定用サンプルに対して、開口部の底部の内径（Ｂｏｔｔｏｍ径）を測定し、Ｂｏｔｔｏｍ径の最大値の９５％の値、最小値の９５％の値、平均値を算出するとともに、Ｂｏｔｔｏｍ径の標準偏差、平均の標準誤差を算出した。その結果を表２に示す。さらに、各測定用サンプルに対して、ソルダーレジストの厚さを測定し、厚さの最大値の９５％の値、最小値の９５％の値、平均値を算出するとともに、厚さの標準偏差、平均の標準誤差を算出した。その結果を表３に示す。なお、各測定用サンプルは、それぞれ２０個ずつ準備した。

その結果、比較例１では、Ｔｏｐ径の最大値の９５％の値が７７．６４９μｍ、最小値の９５％の値が７６．３１８μｍ、平均値が７６．９８３６μｍとなり、Ｔｏｐ径の標準偏差が１．４２１５５、平均の標準誤差が０．３１７８７となった。また、比較例１では、Ｂｏｔｔｏｍ径の最大値の９５％の値が７３．８３３μｍ、最小値の９５％の値が７２．４５９μｍ、平均値が７３．１４６１μｍとなり、Ｂｏｔｔｏｍ径の標準偏差が１．４６８１０、平均の標準誤差が０．３２８２８となった。さらに、比較例１では、ソルダーレジストの厚さの最大値の９５％の値が２６．６３４μｍ、最小値の９５％の値が２２．９０５μｍ、平均値が２４．７６９９μｍとなり、厚さの標準偏差が３．９８３９０、平均の標準誤差が０．８９０８３となった。

比較例２では、Ｔｏｐ径の最大値の９５％の値が７６．７６０μｍ、最小値の９５％の値が７５．５８０μｍ、平均値が７６．１７０１μｍとなり、Ｔｏｐ径の標準偏差が１．２６０３１、平均の標準誤差が０．２８１８１となった。また、比較例２では、Ｂｏｔｔｏｍ径の最大値の９５％の値が７２．７２１μｍ、最小値の９５％の値が７１．３３８μｍ、平均値が７２．０２８７μｍとなり、Ｂｏｔｔｏｍ径の標準偏差が１．４７９５１、平均の標準誤差が０．３３０８３となった。さらに、比較例２では、ソルダーレジストの厚さの最大値の９５％の値が２４．３３５μｍ、最小値の９５％の値が２０．９４９μｍ、平均値が２２．６４２０μｍとなり、厚さの標準偏差が３．８１８４０、平均の標準誤差が０．８０９１０となった。

一方、実施例では、Ｔｏｐ径の最大値の９５％の値が７９．０３８μｍ、最小値の９５％の値が７８．５２７μｍ、平均値が７８．７８２５μｍとなり、Ｔｏｐ径の標準偏差が０．５４５１９、平均の標準誤差が０．１２１９１となった。また、実施例では、Ｂｏｔｔｏｍ径の最大値の９５％の値が７４．９３２μｍ、最小値の９５％の値が７３．７８０μｍ、平均値が７４．３４５８μｍとなり、Ｂｏｔｔｏｍ径の標準偏差が１．２５２５４、平均の標準誤差が０．２８００８となった。さらに、実施例では、ソルダーレジストの厚さの最大値の９５％の値が３１．３７４μｍ、最小値の９５％の値が２８．７６８μｍ、平均値が３０．０７１０μｍとなり、厚さの標準偏差が２．７８３７０、平均の標準誤差が０．６２２４５となった。

以上のことから、ソルダーレジストの表面を平坦化するプレス工程を行えば、Ｔｏｐ径の標準偏差や平均の標準誤差、Ｂｏｔｔｏｍ径の標準偏差や平均の標準誤差、ソルダーレジストの厚さの標準偏差や平均の標準誤差が小さくなること、即ち、はんだバンプの高さバラツキの改善が期待できることが確認された。また、プレスベーキング工程を行う比較例１は、標準偏差や平均の標準誤差が、プレス工程もプレスベーキング工程も行わない比較例２と同等であるため、はんだバンプの高さバラツキの改善を期待できないことが確認された。

また、各測定用サンプルに対して、本実施形態と同じはんだボール６１を複数のパッド上に搭載し、各パッド上に搭載されたはんだボール６１を加熱溶融させて複数のはんだバンプを形成した。そして、各測定用サンプルに対して、個々のはんだバンプのコプラナリティを測定した。具体的には、ＣＣＤカメラ（図示略）をバンプ形成領域の平面方向に沿って移動させながら、各はんだバンプをＣＣＤカメラによって撮像し、各はんだバンプを撮像して得た画像データに基づいて、コプラナリティを算出した。その結果、実施例のコプラナリティは、比較例１，２のコプラナリティよりも小さいことが確認された。以上のことから、ソルダーレジストの表面を平坦化するプレス工程を行えば、個々のはんだバンプのコプラナリティが小さくなること、即ち、はんだバンプの高さのバラツキを小さくできることが確認された。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の配線基板１０の製造方法によれば、硬化工程前のプレス工程においてソルダーレジスト３３，３８の表面３４，３９が強制的に平坦化されるため、ソルダーレジスト３３，３８の厚さのバラツキが小さくなり、バンプ形成領域Ｒ１，Ｒ２の反りが低減される。その結果、露光工程及び現像工程を経て形成される開口部２２，２４の深さのバラツキが小さくなるため、パッド２１上にはんだバンプ６２，６３を形成した際に、開口部２２，２４に充填されるはんだの体積のバラツキが小さくなるとともに、各はんだバンプ６２，６３の高さのバラツキが小さくなる。ゆえに、各はんだバンプ６２，６３をＩＣチップ７１に対して確実に接続できるようになるため、配線基板１０に高い信頼性を付与することができる。

（２）本実施形態では、ソルダーレジスト３３，３８の表面を保護フィルム８１，８２でラミネートした状態でプレス工程を行っている。その結果、プレス工程時においてソルダーレジスト３３，３８が上型８４（図６参照）に接触しなくなるため、未硬化状態のソルダーレジスト３３，３８（液状のソルダーレジスト用樹脂３５）が上型８４に貼り付くことを防止できる。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態の除去工程は、露光工程後かつ現像工程前に行われていた。しかし、除去工程を行うタイミングを変更してもよい。例えば、除去工程を、プレス工程後かつ露光工程前に行ってもよいし、現像工程後かつ硬化工程前に行ってもよい。なお、保護フィルム８１，８２が光透過性を有しない材料によって形成されている場合、除去工程を、プレス工程後かつ露光工程前に行うことがよい。

・上記実施形態のプレス工程では、樹脂製基板１１の第１基板主面１２上に形成されたソルダーレジスト３３の表面３４と、樹脂製基板１１の第２基板主面１３上に形成されたソルダーレジスト３８の表面３９との両方を平坦化していた。しかし、プレス工程では、ソルダーレジスト３３の表面３４のみを平坦化するようにしてもよい。

・上記実施形態では、はんだバンプ６２，６３として直径が約７０μｍのマイクロボールを用いたが、例えば直径が３００μｍ〜５００μｍ程度の比較的大きなはんだボールを用いることもできる。

次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記プレス工程において前記樹脂製基板、前記ソルダーレジスト及び前記保護フィルムの積層方向に付与される押圧力が、前記ラミネート工程おいて前記積層方向に付与される押圧力の５倍以上１５倍以下であることを特徴とする配線基板の製造方法。

（２）上記手段１において、前記プレス工程において前記樹脂製基板、前記ソルダーレジスト及び前記保護フィルムの積層方向に付与される押圧力が、５ｋｇ／ｃｍ^２以上７ｋｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする配線基板の製造方法。

（３）上記手段１において、前記保護フィルムは、ポリエチレンテレフタレート樹脂によって形成されていることを特徴とする配線基板の製造方法。

（４）上記手段１において、前記配線基板は、前記配線基板となるべき部分である基板形成領域と、前記基板形成領域を包囲する枠部とに区画され、前記配線基板を位置決めするための位置決め孔が前記枠部に設けられた配線基板によって形成され、前記ソルダーレジスト形成工程では、前記基板主面となるべき前記基板形成領域の主面上に前記ソルダーレジスト用樹脂を塗布した際に、前記ソルダーレジスト用樹脂の一部が前記枠部の主面上にはみ出しうるようになっており、前記位置決め孔の開口縁と前記基板形成領域の外周縁との最短距離が、前記ソルダーレジスト用樹脂の前記枠部の主面上へのはみ出し長さよりも大きくなっていることを特徴とする配線基板の製造方法。

（５）上記手段１において、前記硬化工程後に、前記複数のパッド上にはんだボールを搭載させるボール搭載工程と、搭載された前記はんだボールを加熱溶融させて複数のはんだバンプを形成するリフロー工程とを行い、前記はんだボールは直径が２００μｍ以下のマイクロボールであることを特徴とする配線基板の製造方法。

１０…配線基板
１１…樹脂製基板
１２…基板主面としての第１基板主面
１３…基板主面としての第２基板主面
２１，２３…パッド
２２，２４…開口部
３３，３８…ソルダーレジスト
３４，３９…ソルダーレジストの表面
３５…ソルダーレジスト用樹脂
５０…フォトマスク
８１，８２…保護フィルム
９０…積層基板
９１…基板形成領域
９２…枠部
９３…位置決め孔
９５…基板形成領域の主面
９６…枠部の主面
Ｒ１，Ｒ２…バンプ形成領域

Claims

基板主面上のバンプ形成領域内に複数のパッドが配置された樹脂製基板を準備する基板準備工程と、
前記基板準備工程後、感光性を有するソルダーレジスト用樹脂を前記基板主面上に塗布することにより、ソルダーレジストを形成するソルダーレジスト形成工程と、
前記ソルダーレジスト形成工程後、フォトマスクを介して前記ソルダーレジストを露光する露光工程と、
露光された前記ソルダーレジストを現像して、前記パッドを露出させるための開口部を前記ソルダーレジストに形成する現像工程と、
前記現像工程後、前記ソルダーレジストを硬化させる硬化工程と
を含む配線基板の製造方法であって、
前記ソルダーレジスト形成工程後かつ前記露光工程前に、
前記ソルダーレジストの表面に保護フィルムをラミネートするラミネート工程と、
前記ソルダーレジスト及び前記保護フィルムを前記樹脂製基板側に押圧することにより、前記ソルダーレジストの表面を平坦化するプレス工程と
を行い、
前記プレス工程後かつ前記硬化工程前に、前記保護フィルムを除去する除去工程を行う
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
前記プレス工程において前記樹脂製基板、前記ソルダーレジスト及び前記保護フィルムの積層方向に付与される押圧力が、前記ラミネート工程において前記積層方向に付与される押圧力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
前記保護フィルムは、光透過性を有する材料によって形成され、
前記露光工程では、前記フォトマスク及び前記保護フィルムを介して前記ソルダーレジストを露光し、
前記露光工程後かつ前記現像工程前に前記除去工程が行われる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
前記樹脂製基板は、前記配線基板となるべき部分である基板形成領域と、前記基板形成領域を包囲する枠部とに区画され、前記配線基板を位置決めするための位置決め孔が前記枠部に設けられた積層基板によって形成され、
前記ソルダーレジスト形成工程では、前記基板主面となるべき前記基板形成領域の主面上に前記ソルダーレジスト用樹脂を塗布した際に、前記位置決め孔と前記基板形成領域の外周縁との間における前記枠部の主面上に、前記ソルダーレジスト用樹脂の一部が位置する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
前記樹脂製基板は、第１基板主面と、前記第１基板主面の反対側に位置する第２基板主面とを有する板状に形成され、
前記ソルダーレジスト形成工程は、
前記ソルダーレジスト用樹脂を前記第１基板主面上及び前記第２基板主面上の両方に塗布する塗布工程と、
前記第１基板主面及び前記第２基板主面の両方が露出するように前記樹脂製基板を直立させた状態で、前記第１基板主面上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂及び前記第２基板主面上に塗布されたソルダーレジスト用樹脂を同時に乾燥させる乾燥工程と
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。