JP2016162851A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

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剛士 古澤
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孝之 勝野
淳 尾崎
Atsushi Ozaki
淳 尾崎
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Abstract

【課題】プリント配線板の電子部品が搭載されるパッドの接続信頼性の向上。
【解決手段】金属箔を用意することと、金属箔上に、金属箔と異なる材料からなる金属膜を形成することと、金属膜上に、第1開口を有する第1マスクを形成することと、第1マスクの第1開口で露出される金属膜を除去することで、金属膜からなる第2マスクを形成することと、第2開口と第1開口で露出される金属箔上に導体を形成することと、第1マスクを除去することと、導体および第2マスク上に樹脂絶縁層を形成することと、金属箔を除去することと、第2マスクを除去することと、導体を部分的に除去することで、ピラーとピラーを支えるパッドとからなる電極17を形成すること、を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子部品搭載用の電極を有するプリント配線板の製造方法に関する。
特許文献1は、回路基板と半導体パッケージを開示している。そして、特許文献1の回路基板は、絶縁膜と絶縁膜の下面に形成されている下層配線と絶縁膜上に形成されている上層配線と絶縁膜を貫通し上層配線と下層配線を接続するビアホールを有している。絶縁膜の下面には凹部が形成されている。下層配線は、その凹部内に埋め込まれている。凹部内に埋め込まれた下層配線にエッチングバリア層が形成されている。エッチングバリア層上にバンプが接続されている。半導体デバイスがバンプに接続されている。
米国特許第7397000号明細書
背景技術の課題
特許文献1は、特許文献1の図5に半導体パッケージを示している。特許文献1の図5によれば、半導体素子は回路基板の下層配線上に実装されている。特許文献1の図5に示されるように、下層配線は絶縁層から凹んでいる。そのため、半導体素子と下層配線との間の距離が長くなると考えられる。回路基板に半導体素子を実装することが難しいと予想される。半導体デバイスと絶縁膜との間隔が狭くなると考えられる。また、回路基板と半導体素子間にアンダーフィルを充填することが難しいと予想される。さらに、下層配線は一面を除いた全ての面が絶縁膜により囲まれている。左右への曲げの自由度がないと考えられる。回路基板と半導体デバイス間の接続信頼性が低いと予想される。また、回路基板の下層配線に半導体デバイスが直接バンプにより接続されている。半導体デバイスと回路基板との間に熱膨張率の差があると、熱膨張率差に基づく応力が吸収され難いと予想される。
本発明のプリント配線板の製造方法は、第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有する金属箔を用意することと、前記金属箔の第2面上に、該金属箔と異なる金属膜を形成することと、前記金属膜上に、前記金属膜の一部を露出する第1開口を有する第1マスクを形成することと、前記第1マスクの前記第1開口で露出される前記金属膜を除去することで、前記金属箔を露出する第2開口を有する前記金属膜からなる第2マスクを形成することと、前記第2開口と前記第1開口で露出される前記金属箔の第2面上に導体を形成することと、前記第1マスクを除去することと、前記導体および前記第2マスク上に樹脂絶縁層を形成することと、前記金属箔を除去することで前記導体の一面を露出することと、前記第2マスクを選択的に除去することと、前記導体の前記一面を部分的に覆う第3マスクを形成することと、前記第3マスクから露出する前記導体を部分的に除去することで、前記導体の一面を含むピラーと前記ピラーを支えるパッドとからなる電極を形成することと、前記3マスクを除去すること、を有する。
本発明の実施形態のプリント配線板の製造方法によれば、パッドとピラーとが一体に形成される。ピラーは樹脂絶縁層の第1表面より突出している。そのため、電子部品の搭載作業が容易である。電子部品を実装する歩留まりが高くなる。ピラーの周囲は空間であり、曲げなどの自由度が高い。電子部品とプリント配線板との間の熱膨張率差に対しても接続信頼性が大幅に高くなる。
電子部品を搭載するピラーが樹脂絶縁層の第1表面から突出している。電子部品の搭載が容易になる。電子部品とプリント配線板との間隔が広くなる。アンダーフィルを電子部品とプリント配線板との間に充填しやすい、
本発明の一実施形態により製造されるプリント配線板を説明するための断面図。 電極の一例を示す図。 電極の別例を示す図。 電極の別例を示す図。 電極の別例を示す図。 図2A、2C、2Dの電極が形成される理由を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法を示す図。 図1の電極のピラーの構造の別例を示す図。 図1の電極のピラーの構造の別例を示す図。
本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態が、図面を参照して説明される。図1は、実施形態により製造されたプリント配線板1の断面図である。実施形態の製造方法は、図3Aから3Nに示されている。実施形態のプリント配線板1の製造方法では、第1面F1と第1面F1と反対側の第2面F2とを有する金属箔13が用意される(図3A参照)。金属箔13の第2面F2上に、金属箔13と異なる材料からなる金属膜19aが形成される。その金属膜19a上に、金属膜19aの一部を露出する第1開口20aを有する第1マスク20が形成される(図3B参照)。第1マスク20の第1開口20aで露出される金属膜19aが除去される。金属箔13を露出する第2開口19bを有する金属膜19aからなる第2マスク19が形成される(図3C参照)。第2開口19bと第1開口20aで露出される金属箔13の第2面F2上に導体21が形成される(図3D参照)。第1マスク20が除去される(図3E参照)。導体21および第2マスク19上に樹脂絶縁層30が形成される(図3F参照)。金属箔13が除去されることで導体21の一面M1が露出する(図3J参照)。第2マスク19が選択的に除去される(図3K参照)。導体21の一面M1を部分的に覆う第3マスク23が形成される(図3L参照)。第3マスク23から露出する導体21が部分的に除去される。それにより、導体21の一面M1を含むピラー17bとピラー17bを支えるパッド17aとからなる電極17が形成される(図3M参照)。第3マスク23が除去される(図3N参照)。
実施形態は、電子部品の搭載用の電極17の製造方法を特徴としている。実施形態は、さらに、ビア導体の形成工程や支持板18の除去工程を含んでいてもよい。その具体例は図3G〜3Iに示されている。この方法は一例であって、この方法には限定されない。
すなわち、実施形態のプリント配線板1の製造方法は、次の工程をさらに有していてもよい。前述の樹脂絶縁層30が形成された後に、樹脂絶縁層30の導体21側と反対側の第2表面SF2側から、樹脂絶縁層30を貫通して導体21の第2面M2を露出させる開口部31が形成される(図3G参照)。導体21の第2面M2は導体21の一面M1と反対面である。開口部31内に導体を埋め込むことでビア導体15が形成される。ビア導体15と同時に、樹脂絶縁層30の第2表面SF2の上に電気めっき膜14cを有する第2導体層14が形成される(図3H参照)。電極17の形成の際に、ビア導体15に接続されていて導体21の一部の除去により薄くされた第1パターン22aを含む第1導体層22が形成される(図3M参照)。樹脂絶縁層30の第1表面SF1および第1導体層22上に、電極17が開口部16aで露出するように第1ソルダーレジスト層16が形成される。また、第2表面SF2および第2導体層14の表面には第2ソルダーレジスト層160が形成される(図1参照)。
なお、ピラー17bの平面形状は特定の形状に限定されない。たとえば、ピラー17bの平面形状は、円形、矩形、多角形、または、楕円形であってよい。
また、搭載される電子部品の例は、半導体素子、受動素子(キャパシタや抵抗器など)、再配置層を有するインターポーザ、再配線層を有する半導体素子、WLP(Wafer Level Package)などである。ピラー17bは、パッド17aより細い径(幅)で形成された柱状の部分で、パッド17aより細く柱状に立っている部分である。後述する図2Bに示されるように、ピラー17bとパッド17aとの境界に角部Cが形成されている場合には、その角部Cを通る平面がピラー17bの下面17Uになる。図2Aに示されるように境界がコーナ部になっている場合には、そのコーナ部のいずれかの点C2を通る面がピラー17bの下面17Uになる。ピラー17bは、下面17Uと上面17Uとの間のh(図2A参照)の長さで示される部分である。
図1は、実施形態により製造されたプリント配線板の断面図である。図1を参照すると、電子部品実装用の電極17が樹脂絶縁層30の第1表面SF1で、第1ソルダーレジスト層16から露出している。電極17以外の第1導体層22は第1ソルダーレジスト層16で覆われている。電極17のみが第1ソルダーレジスト層16の開口部16aに露出している。電極17の上面17Tは第1ソルダーレジスト層16の上面16Tよりも上側に位置することが好ましい。電極17に電子部品を実装することが容易になる。電極17と第1パターン22aおよび第2パターン22bとは、同じ材料から形成されている。電極17のエッチングのされ方は、第1および第2パターン22a、22bと異なる。そのため、電極17と、第1および第2パターン22a、22bとは、異なる形状に形成されている。電極17はパッド17aとピラー17bとを有している(図2A参照)。第1パターン22a、第2パターン22bおよび電極17は、纏めて第1導体層とよばれる。
電極17の構造は、図2Aに拡大図で示されている。電極17はパッド17aとパッド17a上のピラー17bとで形成されている。パッド17aとピラー17bとは同じ金属材料により形成されている。パッド17aとピラー17bとは一体である。例えば、これらは同じめっき膜で形成されている。パッド17aは樹脂絶縁層30と対向するバック面Bとバック面Bと反対側のトップ面Tを有する。そして、パッド17aのトップ面Tは、図2Aに示されるように、樹脂絶縁層30の第1表面SF1から凹んでいる。第1表面SF1とトップ面Tの間に空間が存在している。
ピラー17bは上面17Tと上面17Tと反対側の下面17Uを有する。下面17Uは図中に点線で描かれている。ピラー17bの上面17T上に電子部品が実装される。ピラー17bは下面17Uを介してパッド17aに接続している。ピラー17bの長さhは15μm以上であって、35μm以下である。長さhが所定の長さを有するので、電子部品の実装歩留まりが高い。また、ピラー17bは空中に晒されている。電子部品の熱膨張係数とプリント配線板1の熱膨張係数の違いに起因するストレスがピラー17bで緩和される。電子部品とプリント配線板間のヒートサイクルに対する接続信頼性が長期間安定する。ピラー17bの下面17Uとパッド17aのトップ面Tとは、図2Bのように同一平面でもよい。図2Aのように、トップ面Tが下面17Uより下がり、傾斜する曲面でもよい。または、トップ面Tは、図2Cのように、傾斜する平坦面となるように形成されてもよい。エッチングの仕方でパッド17aの形状が定められる。
実施形態により製造されるプリント配線板1のパッド17aとピラー17bは一体に形成される。例えば、両者は同じめっき膜で形成される。電気銅めっきが好ましい。従って、図2A〜2Dのピラー17bの下面17Uとパッド17aとの境界部には接合面は存在しない。一方、ピラー17bの上面17Tの横方向にかかる力によるストレスは、ピラー17bとパッド12aとの境界部、すなわちピラー17bの下面17Uに集中し易いと考えられる。この境界部が電極17の幅の変化部であるからである。図2Aの例では、点C2は、ピラー17bの下面17Uの外周上にある。図2Bおよび図2Cの例では、角部Cおよび角部C3はピラー17bの下面17Uの外周上にある。実施形態では、前述のように、下面17Uとパッド17aとの境界部には接合面は存在しない。そのため、両者の境界部から電極17にクラックが発生し難い。境界部にストレスが集中しても電極17が劣化し難い。
また、実施形態では、ピラー17bの周囲は空間である。そのため、ピラー17bは容易に変形および変位し得る。下面17Uへのストレス集中が緩和され易いと考えられる。また、図2Aに示される例では、ピラー17bは、点C2付近で、上面17T側から下面17U側に向かって徐々に太くなっている。図2Cに示される例では、ピラー17bは、上面17T側から下面17U側に向かって徐々に太くなっている。このようなピラー17bの場合には、点C2や角部C3に集中する傾向にあるストレスは、その周囲にも分散すると考えられる。図2Aの例では、長さhと太さ(径)W3とのバランスで一番応力がかかるところが点C2である。点C2の位置の径は、径W3である。図2Cの例では、角部C3に一番応力がかかると考えられる。角部C3の位置の径が、径W3である。径W3と、ピラー17bの上面17Tの径W1との比(W3/W1)は1.2以下で、1.05以上が好ましい。径W3が径W1よりも大きくなっている。そのため強度が向上する。このような点C2や角部C3に応力が集中しても、電極17が劣化し難い。電極17の破壊は生じ難い。図2A〜2Dの例のいずれにおいても、点C2または角部Cもしくは角部C3を外周に含むピラー17bの下面17Uはパッド17aと一体である。その境界部には接合面が存在しない。そのため、境界部にクラックが入りにくい。
電子部品搭載用のピラー17bはパッド17a上に形成されている。樹脂絶縁層30の第1表面SF1から突出している。パッド17aのトップ面Tが第1表面SF1から凹んでいても、ピラー17bの上面17Tは第1表面SF1から突出しているので、電子部品がプリント配線板1上に確実に実装される。突出している高さH1は図2Aに示されている。高さH1は18μm以上、30μm以下である。ピラー17bに電子部品が確実に実装される。電子部品とプリント配線板1間にアンダーフィルが充填され得る。プリント配線板1への電子部品の実装によりプリント配線板1と電子部品とで形成される応用例が得られる。
図2Aのピラー17bの形状は円柱である。パッド17aの平面形状は円である。そして、図2Aでは、ピラー17bとパッド17aは、上面17Tの中心を通り上面17Tに垂直な面で切断されている。また、上面17Tの中心を通り上面17Tに垂直な直線はパッド17aのトップ面Tの中心を通ることが好ましい。しかし、これには限定されない。ピラー17bおよびパッド17aは、それぞれ異なる外形に形成されてもよい。ピラー17bおよびパッド17aは、四角形または多角形で形成されるかもしれない。
図2Aに示されるようにピラー17bはパッド17aの略中央に形成されている。そして、ピラー17bの上面17Tの径W1はパッド17aの径W2より小さい。従って、パッド17aのトップ面Tはピラー17bの外周部に露出している。ピラー17bの径W1はピラー17bの上面17Tの径である。もしくは、ピラー17bが角柱などのように、円柱でない場合には、上面17Tの外周に属する2点間の距離の内、最大の値が径W1に相当する。パッド12aの径W2はパッドのトップ面Tの径である。もしくは、トップ面Tの外周に属する2点間の距離の内、最大の値が径W2に相当する。
径W1は15μm以上であって、75μm以下である。径W2は30μm以上であって、100μm以下である。そして、径W2と径W1の比(径W2/径W1)は1.5以上であって、2.5以下である。比(径W2/径W1)が所定の値を有するので、ピラー17bでストレスが緩和される。また、ヒートサイクルでピラー17bが劣化し難い。図2Aの径W1は20μmであり、径W2は35μmである。
図2Aに示されるように、トップ面Tは第1表面SF1から凹んでいて、第1表面SF1とピラー17bの下面17Uとの間の距離H2は5μm以下である。図2Aの例では、トップ面Tは、下面17Uよりさらに凹んでいる。
図2Aの例では、ピラー17bとパッド17aとの境界部分が、凹曲面でなだらかに変化している。しかし、図2Bのように、ピラー17bとパッド17aが直角に交わっていてもよい。このような構造は、イオンスパッタリングのような機械的要素を含むドライエッチングにより得られる。図2Bの例では、ピラー17bの径W1は、下面17Uでも上面17Tの径W1と殆ど同じである。このような構造であれば、ピラー17bの下面17Uとパッド17aのトップ面Tとが同一平面になる。ピラー17bの上面17Tにストレスがかかると、ピラー17bとパッド17aの交点である角部Cに一番力がかかる。角部Cを通る平面、すなわちピラー17bの下面17Uは、同じ材料により一体に形成されたパッド17aとピラー17bとの境界面である。従って、この角部Cにストレスがかかっても、この境界面は破断または剥離し難い。また、クラックが入ることもない。また、図2Aの構造と同様に、電子部品の熱膨張係数とプリント配線板1の熱膨張係数の違いに起因するストレスがピラー17bで緩和される。そのため、ヒートサイクルを受けても、電子部品とプリント配線板間の接続信頼性が長期間安定する。また、図2Aの構造と同様に、電子部品の実装歩留まりが高い。
図2Cに示される構造も、図2Aと同様に、ピラー17bの太さが変り得る。パッド17aのトップ面Tが傾斜している。湾曲している図2Aのトップ面Tと異なり、パッド17aのトップ面Tは平面状で傾斜している。このような傾斜面は、次の方法により得られる。例えば後述されるエッチング液が、図2E(a)に矢印で示されるように、上側から吹き付けられる。それにより、導体21の周縁部P1の近傍はエッチング液の当たりがよくエッチングされやすい。第3マスク23の近傍P2ではエッチング液が当たり難い。そのため、第3マスク23の近傍P2ではエッチング量が少なく、導体21の周縁部P1ではエッチング量が多くなる。その結果、導体21の表面は図2E(b)に示されるように、傾斜面になる。その後もエッチング液が上方から吹き付けられることにより、斜面を流れるエッチング液と吹き付けられるエッチング液とで周縁部がより低くなり、図2Cに示される形状が得られる。このエッチング液の吹付力が弱くなると、周縁部のエッチング量も小さくなる。その結果、図2Aに示されるような湾曲面になる。さらに吹付力が弱くなると、樹脂絶縁層30と接する周縁部では、樹脂絶縁層30の障害による吹付圧の低下により、エッチング液の照射が弱められ、周縁部のエッチング量が減る。その場合の形状が図2Dに示されている。すなわち、周縁端部Eはパッド17aのトップ面Tの一番低い所ではなくなる。図2Dで、図2Aと同じ部分は図2A同じ符号が付されている。
図1に示されるプリント配線板の製造方法の一実施形態が、図3A〜3Nを参照して具体例により説明される。
図3Aに示されるように、第1面F1とその第1面F1と反対側の第2面F2とを有する金属箔13が用意される。たとえば、金属箔13の第1面F1が支持板18に貼り付けられる。例えば金属箔13の厚さは2〜7μmである。好ましい厚さは5μmである。このように金属箔13は薄いため、工程中の取り扱いを容易にするため、通常は、支持板18などの適度な合成を備える支持体に固定される。工程内で支障が無ければ、金属箔13は、単独で、または、他の支持体に固定されて、用いられてもよい。金属箔13は、例えば銅箔である。ニッケル箔が用いられてもよい。支持板18の例は、金属板や銅張積層板である。図3Aでは、支持板18として、両面銅張積層板が用いられる。そして、両面銅張積層板(支持板)18の両面に金属箔13が積層される。両面銅張積層板(支持板)18は、例えば基板18aの両面にキャリア銅箔18bが貼り付けられている。基板18aの厚さは100μmである。キャリア銅箔18bの厚さは15μm以上、30μm以下である。キャリア銅箔18bの厚さは、好ましくは18μmである。支持板18と金属箔13間に、図示されていないリバアルファ(日東電工製のREVALPHA)が形成されていて、リバアルファで支持板18と金属箔13間は接着されている。リバアルファの接着力は加熱で低下する。リバアルファ以外の接着剤が用いられてもよい。
このキャリア銅箔18bと基板18aとからなる支持板18は、後の工程で除去される。そのため、後述される導体21等と分離できるように、この表面に金属箔13が設けられている。金属箔13とキャリア銅箔18bとが、先に積層されてもよい。その金属箔13付きのキャリア銅箔18bが基板18aに接合されてもよい。金属箔13とキャリア銅箔18bとの接合は、前述の日東電工製のリバアルファが用いられてよい。金属箔13付きのキャリア銅箔18bは、基板18a等に熱圧着などにより接合される。基板18aにはプリプレグが用いられ得る。金属箔13と支持板18またはキャリア銅箔18bとは、製品領域外の外周で接合されてもよい。支持板18には、プリプレグが用いられる必要はない。支持板18の材料は金属箔13が固定されるものであればよい。例えば金属板、セラミック板、樹脂板、など薄い金属箔13を支持できるものが用いられる。
図3Bに示されるように、金属箔13の第2面F2上に、金属箔13と異なる材料からなる金属膜19aが形成される。金属膜19aは、金属箔13とは異なる材料が用いられる。金属箔13が銅箔である場合には、金属膜19aは、例えばニッケルのめっき膜が用いられる。それにより、導体21や金属箔13と、金属膜19aとが、一方ずつ選択的にエッチングされる。従って、金属膜19aの材料は、選択的にエッチングすることができる材料であれば、特に限定されない。金属膜19aは数μmの厚さに形成される。
金属膜19a上に、第1開口20aを有する第1マスク20が形成される。第1開口20aは金属膜19aの一部を露出する。この第1開口20aは、電極17を含む第1導体層22のパターンの形成場所に形成される。第1マスク20は、金属膜19aの選択的エッチングのために形成される。第1マスク20の下側の金属膜19aの部分だけがエッチング後に残存する。第1マスク20には、通常のレジスト膜が用いられる。フォトリソグラフィ技術により第1開口20aが形成される。
図3Cに示されるように、第1マスク20の第1開口20aで露出される金属膜19aが除去される。その結果、金属膜19aに第2開口19bが形成される。第1開口20aおよび第2開口19bに金属箔13が露出する。すなわち、金属膜19aからなる第2マスク19が形成される。たとえば、ニッケルをエッチングし、銅はエッチングしないエッチング液が用いられる。エッチング液の例は、例えばメック社製のNH−1860シリーズである。第1マスク20で被覆されないで露出するニッケルからなる金属膜19aのみがエッチングされる。銅からなる金属箔13はエッチングされないで露出する。すなわち、第1マスク20と同じパターンで、金属膜19aからなる第2マスク19が形成される。その結果、第1マスク20および第2マスク19のそれぞれの開口20a、19bに金属箔13が露出する。
図3Cに示される状態のプリント配線板全体が、例えば、銅めっき液に浸漬される。金属膜13をシード層として、第1および第2の開口20a、19aから露出する金属箔13上のみに銅からなる電気めっき膜が形成される。図3Dに示されるように、電気めっき膜からなる導体21が形成される。この導体21の厚さは、20μm以上、50μm以下である。
図3Eに示されるように、たとえば、レジスト剥離液により第1マスク20のみが除去される。レジスト剥離液としては、例えば有機酸系の薬液等が用いられる。第2マスク19や導体21は、金属であるため、何ら侵されない。
樹脂絶縁層30用の樹脂フィルムおよび第2導体層14の一部となる第2金属箔14aが、導体21上および第2マスク19上に積層される。その後、加熱プレスが行われる。樹脂フィルムが軟化した後硬化する。樹脂フィルムから樹脂絶縁層30が形成される。樹脂絶縁層30は、第1表面SF1と第1表面と反対側の第2表面SF2とを有する。樹脂絶縁層30の第1表面SF1が金属箔13と対向するように、樹脂絶縁層30は積層される。樹脂絶縁層30の第1表面SF1側に導体21から形成される第1導体層22が埋められる。第2金属箔14aは樹脂フィルムと重ねて接着されている。樹脂絶縁層30の第2表面SF2側に第2金属箔14aが接着される。第2金属箔14aは、好ましくは、銅箔である。
樹脂絶縁層30は、例えばシリカ等の無機粒子とエポキシ等の樹脂で形成される。樹脂絶縁層30は、さらに、ガラスクロス等の補強材を有してもよい。図3Fの樹脂絶縁層30は無機粒子と補強材と樹脂で形成されている。また、樹脂絶縁層30は、1層であってもよく、複数の絶縁層から形成されていてもよい。その場合、たとえば、樹脂絶縁層30の熱膨張率、柔軟性、厚さが容易に調整され得る。樹脂絶縁層30の厚さは、好ましくは、25μm以上、100μm以下である。
この後の図3G〜3Iの工程は、実施形態の発明に必須の方法ではない。一例が示されているだけである。第2導体層14の形成が、図3Gに示されている。樹脂絶縁層30の導体21側と反対側の第2表面SF2側から、開口部31が形成される。開口部31は、樹脂絶縁層30を貫通し、導体21の一面M1と反対側の面M2を露出させる。開口部31は、例えばレーザ光の照射により形成される。第1導体層22と第2導体層14とが接続される部分に開口部31が形成される。図3Gに示される例では、第2金属箔14aの露出面から、CO2レーザ光等が照射されることにより開口部31は形成される。開口部31により導体21の第2面M2が露出する。開口部31内および第2金属箔14a上に無電解めっき膜等により金属被膜14bが形成される。この金属被膜14bは、スパッタリングや真空蒸着などの方法により形成されてもよい。この金属被膜14bの厚さは数μm程度である。金属被膜14bは第2導体層14の一部になる。
図3Hに示されるように、例えば電気めっきにより、ビア導体15が形成される。このビア導体15と共に、金属被膜14bの上に電気めっき膜14cが形成される。例えば金属被膜14bの表面に、図示しないめっきレジスト膜が形成される。このめっきレジスト膜の所定の部分に開口が設けられる。めっきレジスト膜の開口内に金属被膜14bをシード層として電気めっき膜が形成される。その後、めっきレジスト膜が除去される。第2導体層14の電気めっき膜14cが形成される。その後、全面がエッチング液に浸漬される。これにより、金属被膜14bおよび第2金属箔14aの露出部がエッチングされる。すなわち、電気めっき膜14cのパターンに合せてパターニングされる。この第2金属箔14aと、金属被膜14bと、電気めっき膜14cとからなる第2導体層14のパターンが形成される。なお、金属被膜14bおよび第2金属箔14aのパターニングの際に、電気めっき膜14cも一部エッチングされる。しかし、第2金属被膜14bおよび第2金属箔14aは薄いため、電気めっき膜14cのエッチングされる量は少ない。電気めっき膜14cは十分な厚さを維持し得る。
電気めっき膜14cは、サブトラクト法により形成されてもよい。この場合は、電気めっき膜14cのパターニングと同時に金属被膜14bおよび第2金属箔14aのパターニングも行われる。
第2導体層14の材料は、銅が例示される。第2導体層14の厚さは、3μm以上、20μm以下に形成される。第2導体層14は、図1では1層として示されている。第2導体層14は、図3Hに示されるように、例えば金属箔14aと金属被膜14bと電気めっき膜14cとにより形成されてもよい。しかし、第2導体層14は、金属箔1層で形成されてもよい。ビア導体15も、電気めっきにより形成されることには限定されない。導電体が開口部31内に埋め込まれてもよい。
図3A〜3Hに示される例のように、支持板18が用いられている場合、図3Iに示されるように、支持板18が除去される。それにより、金属箔13の第1面F1が露出される。中間組立体100が得られる。図3A〜3Hに示される例では、支持板18が除去されると、支持板18の両面に形成された2組の中間組立体100が得られる。図3Iには、その一方のみが示されている。前述のように、支持板18(キャリア銅箔18b)と金属箔13とは、温度を上昇させると接着力が弱くなる材料で接合されている。そのため、温度を上昇させることにより、容易に分離される。すなわち、温度が上昇した状態で引き剥がすことにより容易に分離される。その結果、金属箔13のキャリア銅箔18bとの接触面である第1面F1が露出する。
中間組立体100の銅からなる金属箔13がエッチングされる。たとえば、中間組立体100が、銅のエッチング液に浸漬される。図3Jに示されるように、導体21の一面M1が露出される。この際、第2導体層14を被覆するようにレジストなどの保護膜が形成されることが好ましい。しかし、第2導体層14が少々薄くなっても問題にならないほど充分な厚さに形成されていれば、保護膜の形成なしでエッチングがなされてもよい。金属箔13の厚さは2〜6μmと非常に薄い。第2導体層14が被覆されない状態でエッチングがなされても影響が少ないと考えられる。
その後に、図3Kに示されるように、第2マスク19が選択的に除去される。例えば中間組立体100が、ニッケルからなる第2マスク19をエッチングするエッチング液に浸漬される。銅をエッチングしないエッチング液が用いられる。エッチング液の例としては、例えばメック社製のNH−1860シリーズが挙げられる。その結果、第2マスク19のみが選択的に除去される。導体21は殆ど影響を受けない。
導体21の一面M1にレジスト膜が形成される。そして、フォトリソグラフィ技術により、パッド17a上のピラー17bの形成場所のみにレジスト膜が残るようにパターニングされる。その結果、図3Lに示されるように、第3マスク23が形成される。電子部品が搭載されるピラー17b以外の部分の導体21上には、全くレジスト膜は残されない。
第3マスク23の平面形状は円形である。第3マスク23が円形であれば円柱状のピラー17bが形成される。第3マスク23の平面形状は四角形でも多角形でもよい。
第3マスク23から露出する導体21が部分的に除去される。たとえば、導体21を構成する銅をエッチングするエッチング液が用いられる。エッチング液を上方から吹き付けるエッチング方法によりエッチングがなされる。第3マスク23で覆われる部分の近傍の導体21には、エッチング液が充分に当らない。第3マスク23の近傍部分のエッチングがやや遅れる。第3マスク23から離れた部分では、エッチング液が充分に当る。この部分の導体21はエッチングされやすい。そのため、第3マスク23から離れた側でエッチングが進む。その結果、図2Aに示されるように、導体21は、全体として末広がりの形でエッチングされる。前述のように、エッチング液の吹付力が弱くなると、パッド17aの外周部でも、樹脂絶縁層30によりエッチング液が当たり難いことがある。外周部でもエッチング量が少なくなるかもしれない。その場合は、図2D示されるように、パッド17aのトップ面Tにも凹部が形成されるかもしれない。第3マスク23の下は全くエッチングされない。ピラー17bが形成される。そのピラー17bの裾は段々広がる。換言すると、径(幅)が徐々に広がる。パッド17aの厚さは徐々に減る。その結果、ピラー17bとパッド17aとの境界部は、前述のように、コーナ部が形成される。そのコーナ部内の或る点C2を通る面がピラー17bの下面17Uになる。すなわち、ピラー17bとパッド17aとの境界面になる。点C2は、ピラー17bの上面17Tに力が掛ったときに一番力がかかると想定される点である。下面17Uの径はW3である。W3/W1は、1.2以下で1.05以上が好ましい。図3Mに示されるように、導体21の一面M1を含むピラー17bとピラー17bを支えるパッド17aとからなる電極17が形成される。
このピラー17bの下面17Uは、ピラー17bとパッド17aとが一体に形成されている。2種類の部分の接合面ではないので、下面17Uは非常に堅固である。接合面のような剥離とかクラックが入り難い。従って、単に高いピラー17bが形成されているだけでなく、高い耐久性を備える電極17が得られる。電子部品搭載後の使用時とオフ時との温度差に伴うヒートサイクルに対する電極17の信頼性が大幅に向上する。
この電極17の形状は、導体21のエッチングの仕方により変る。図2Bに示される形状の電極17は、イオンスパッタ等の機械的エッチングを含むドライエッチングにより形成される。前述のエッチング液を用いる方法と同様に、第3マスク23がマスクとして用いられ得る。ピラー17bが全長にわたって上面17Tの径とほぼ同じ径で形成される。ピラー17bとパッド17aとの境界部は、ほぼ直角に交わっている。パッド17aのトップ面Tは樹脂絶縁層30の第1表面SF1とほぼ平行に形成される。このトップ面Tは樹脂絶縁層30の第1表面SF1より凹んでいる。凹み量は、5μm以下である。
ピラー17bの上面17Tにかかる力は、ピラー17bの下面17Uに最も及びやすいと考えられる。しかし、図2Bに示される例でも、パッド17aとピラー17bとは同じ材料で一体に(同じ電気めっき膜で)形成されている。下面17Uは接合面ではない。そのため、図2Aに示される例と同様に、下面17Uに剥離やクラックは入りにくい。すなわち、このようなエッチングでも、堅固な電極17が得られる。また、信頼性の高い電極17が得られる。
図2Cは、電極17のさらに異なる形状の例である。図2Cの例では、パッド17aのトップ面Tが平面状で傾斜している。この形状も図2Aの場合と同様に、ピラー17bの径は一定とは限らない。ピラー17bの径は下面17U側ほど大きくなり得る。図2Cに示される形状は、たとえば、前述のように、エッチング液が上方から吹き付けられることにより得られる。ピラー17bの周囲のエッチングが抑制されると共に、斜面を流れるエッチング液と吹き付けられるエッチング液とで周縁部がより低くなるからである。この場合、角部C3が形成される。角部C3を通る面がピラー17bの下面17Uになる。この場合も、ピラー17bの下面17Uの径W3は、図2Aと同様に、上面17Tの径W1より大きくなり得る。W3が大きくなり過ぎると、ピラー17bの剛性が大きくなる。ピラー17bの応力吸収機能が低下すると考えられる。一方、ピラー17bが長いほど応力は吸収され易い。しかし、ピラー17bが長くなるほど、(W1に対して)W3は大きくなる。W3/W1が適切な値であると、適度な剛性と応力吸収機能とが得られると考えられる。下面17Uは、この両者のバランスの位置にあるのが好ましい。W3/W1は、好ましくは、1.2以下で1.05以上である。
ピラー17bから露出するパッド17aのトップ面Tは樹脂絶縁層30の第1表面SF1に対し傾いている。外周に行くほど第1表面SF1からの凹みが大きくなる。換言すると、パッド17aの厚さ(パッド17aのボトム面Bとトップ面Tとの間の距離)は外周に行くほど薄くなる。ピラー17bの側壁とパッド17aのトップ面Tとの間の角度は90度より大きい。ピラー17bの側壁とパッド17aのトップ面Tが90度で交わっていないので、点C2にかかるストレスが分散される。電極17の信頼性が高くなる。
電子部品が搭載される電極17以外の部分の導体21は、第3のマスク23に覆われていない。そのため、電極17の形成のためのエッチングの際に、露出している導体21は全面に亘ってエッチングされる。その結果、図3Mに示されるように、露出している導体21の表面全体がエッチングされる。第1パターン22a、第2パターン22bが通常の配線程度の厚さになる。第1パターン22aおよび第2パターン22bも樹脂絶縁層30の第1表面SF1から凹んでいる。第1パターン22aにはビア導体15が接続される。第2パターン22bは配線等である。この第1パターン22aおよび第2パターン22bと電極17とを有する第1導体層22が形成される。
図3Nに示されるように、第3マスク23が除去される。例えば有機酸系のレジスト剥離液等が用いられる。これにより、電子部品搭載用の電極17の上面17Tが露出する。
第1ソルダーレジスト層16が樹脂絶縁層30の第1表面SF1側に形成される。第1ソルダーレジスト層16には、開口部16aが設けられる。開口部16aには、電子部品が搭載される電極17のみが露出する。第1パターン22a、第2パターン22bおよび樹脂絶縁層30の第1表面SF1はソルダーレジスト層16により被覆されている。樹脂絶縁層30の第2表面SF2にほぼ全面に第2ソルダーレジスト層160が形成される。第2ソルダーレジスト層160にも、マザーボードなどと接続されるパッドを露出させる開口部160aが形成される。例えばソルダーレジストが第1表面SF1側、第2表面SF2側の略全面に塗布される。塗布されたソルダーレジストがフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされる。開口部16aまたは開口部160aを有する第1および第2ソルダーレジスト層16、160が形成される。これにより図1に示されるプリント配線板1が得られる。
図1に示される例では、電極17の形成領域全体が開口部16a内に露出している。第1ソルダーレジスト層16は、開口部16aの範囲を除く周囲全体に形成されている。しかし、第1ソルダーレジスト層16が、電極17の形成領域内にまで形成されてもよい。その場合、開口部16aは、電極17毎に設けられてよい。ソルダーレジスト層16を構成する材料は、熱硬化性エポキシ樹脂が例示される。ソルダーレジスト層16の厚さは、例えば20μm程度に形成される。
この後、図示されていないが、電極17および第1導体層22の露出面には、OSP、Ni/Au、Ni/Pd/Au、Sn等の表面処理が行われる。
図4Aは電極17の形状の別の例を示している。前述の図2A〜2Dは主としてピラー17bの下のパッド17aの形状例であった。図4Aでは、ピラー17bの上面17Tからパッド17aに向かって、ピラー17bは、徐々に太くなっている。ピラー17bの側壁は、パッド17aからピラー17bの上面17Tに向かってテーパーしている。従って、ピラー17bが劣化し難い。ヒートサイクルでピラー17bの抵抗が高くならない。
図4Aに示されるピラー17bは次の方法で得られる。例えば、図2Bの構造に形成された後に、プリント配線板がピラー17bの上面17Tからエッチング液に浸漬される。エッチング液はピラー17bの側壁に向かう流れを有している。ピラー17bの側面のエッチング量が下面17Uから上面17Tに向かって大きくなる。そのため、ピラー17bの側壁は図4Aに示される形状を有する。
図4Bはピラー17bの形状の他の例を示している。図4Bでは、ピラー17bの上面17Tからパッド17aに向かって、ピラー17bは、徐々に細くなっている。ピラー17の側壁は、ピラー17bの上面17Tからパッド12aに向かってテーパーしている。従って、ピラー17bが変形しやすい。ピラー17bでストレスが緩和される。ヒートサイクルでプリント配線板と電子部品間の接続抵抗が高くならない。
図4Bに示されるピラー17bは次の方法で得られる。例えば、図2Bの構造に形成された後に、プリント配線板が樹脂絶縁層30の第2表面SF2側からエッチング液に浸漬される。ピラー17bの上面17Tが、最後に、エッチング液内に入る。エッチング液はピラー17bの側壁に向かう流れを有している。ピラー17bの側面のエッチング量が上面17Tから下面17Uに向かって大きくなる。そのため、ピラー17bの側壁は図4Bに示される形状を有する。
第1導体層22は、樹脂絶縁層30の第1表面SF1側に埋め込まれている。このように、第1導体層22が樹脂絶縁層30内に埋め込まれることは、プリント配線板1の薄型化に寄与する。さらに、第1導体層22と樹脂絶縁層30との密着性が向上する。一方で、導体層の量が第1表面SF1と第2表面SF2とで異なることにより、樹脂絶縁層30の反りが生じやすい。しかし、実施形態では、電極17に高いピラー17bが形成されている。そのため、反りが生じても電子部品との接続が確実に行われやすい。また、ピラー17bにより応力が吸収されやすい。そのため、接続の信頼性が大幅に向上すると考えられる。電子部品の搭載後の動作によりヒートサイクルが繰り返されても、電子部品との接続部の不具合が生じ難いと考えられる。
樹脂絶縁層30と第2導体層14上に樹脂絶縁層と導体層を交互に積層することができる。それにより多層のプリント配線板が形成され得る。
実施形態によれば、パッド17aとピラー17bが1つの導体21からエッチングにより形成される。導体21は電気めっきにより形成される。ピラー17b付き電極17の製造工程が短縮される。プリント配線板のコストダウンが達成される。パッド17aとピラー17bは一体であり、その境界部に接合面がない。そのため、ピラー17bにストレスが掛っても、ピラー17bとパッド12a間に剥離やクラックは発生し難いと考えられる。
また、実施形態の製造方法によれば、電子部品の搭載用の電極17に高さの高いピラー17bが形成される。そのピラー17bの周囲は空間である。そのため曲げなどの変形の自由度が大きい。長いピラーは応力を吸収しやすい。また、ピラー17bが樹脂絶縁層30の第1表面SF1から突出している。そのため、電子部品の実装が容易である。
導体21のエッチングの方法により、前述のように、種々の電極17の形状が得られる。パッド17aの表面形状、ピラー17bの外形形状が、図2A〜2D、図4A〜4Bのように、種々採用され得る。使用目的に応じてエッチング方法が採用され得る。
また、実施形態の製造方法によれば、ピラー17bおよびパッド17aの材料とは異なる金属材料が第2マスクとして使用されている。そのため、樹脂絶縁層30の第1表面SF1からの突出部分の長いピラー17bが形成されやすい。さらに、ピラー17bの下面17Uを含む第1導体層22が、樹脂絶縁層30の第1表面SF1よりも樹脂絶縁層30の内部側に潜っている。その結果、ピラー17bが長くされ得る。ピラー17bの応力吸収機能が高まる。しかも、ピラー17bの上面は、樹脂絶縁層30の第1表面SF1からあまり高くならない。その結果、電子部品の薄型化の要求が満たされながら、電子部品の接続の信頼性が向上されると考えられる。
1 プリント配線板
13 金属箔
14 第2導体層
14a 第2金属箔
14b 金属被膜
14c 電気めっき膜
15 ビア導体
16 第1ソルダーレジスト層
16a 開口部
160 第2ソルダーレジスト層
17 電極
17a パッド
17b ピラー
18 支持板
19 第2マスク
19a 金属膜
20 第1マスク
21 導体
22 第1導体層
22a 第1パターン
22b 第2パターン
23 第3マスク
30 樹脂絶縁層
31 開口部
SF1 第1表面
SF2 第2表面

Claims (8)

  1. 第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有する金属箔を用意することと、
    前記金属箔の第2面上に、該金属箔と異なる金属膜を形成することと、
    前記金属膜上に、前記金属膜の一部を露出する第1開口を有する第1マスクを形成することと、
    前記第1マスクの前記第1開口で露出される前記金属膜を除去することで、前記金属箔を露出する第2開口を有する前記金属膜からなる第2マスクを形成することと、
    前記第2開口と前記第1開口で露出される前記金属箔の第2面上に導体を形成することと、
    前記第1マスクを除去することと、
    前記導体および前記第2マスク上に樹脂絶縁層を形成することと、
    前記金属箔を除去することで前記導体の一面を露出することと、
    前記第2マスクを選択的に除去することと、
    前記導体の前記一面を部分的に覆う第3マスクを形成することと、
    前記第3マスクから露出する前記導体を部分的に除去することで、前記導体の一面を含むピラーと前記ピラーを支えるパッドとからなる電極を形成することと、
    前記3マスクを除去すること、
    とを有するプリント配線板の製造方法。
  2. 請求項1記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記樹脂絶縁層の前記導体側と反対側の第2表面側から、前記樹脂絶縁層を貫通し、前記導体の前記一面と反対面を露出させる開口部を形成することと、
    前記開口部内に導電体を埋め込むことでビア導体を形成すると共に、前記樹脂絶縁層の前記第2表面に第2導体層を形成することと、
    前記電極の形成の際に、前記ビア導体に接続されていて前記導体の一部の除去により薄くされた第1パターンを含む第1導体層を形成することと、
    前記樹脂絶縁層および前記第1導体層上に、前記電極が開口部で露出するようにソルダーレジスト層を形成すること、
    とをさらに有している。
  3. 請求項1記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記前記ピラーと前記パッドとの境界部の外形が湾曲面に形成されている。
  4. 請求項1記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記パッドのトップ面とボトム面の間の距離である厚さは、前記ピラーの下から外周部に行くにつれて薄くなるように前記導体がエッチングされる。
  5. 請求項1記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記ピラーと前記パッドとの境界部は、外形が直角に交わり、前記パッドのトップ面が前記ボトム面と平行になるように前記導体がエッチングされる。
  6. 請求項5記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記ピラーの下面と前記パッドのトップ面とが同一平面になるように前記導体がエッチングされる。
  7. 請求項1記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記ピラーの上面側と下面側とで前記ピラーの径を異ならせる。
  8. 請求項1記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記導体が電気めっき法で形成される。
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JP2021111674A (ja) * 2020-01-08 2021-08-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 配線体、タッチセンサ、及び実装基板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020150114A (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 新光電気工業株式会社 配線基板及びその製造方法
JP7240909B2 (ja) 2019-03-13 2023-03-16 新光電気工業株式会社 配線基板及びその製造方法
JP2021111674A (ja) * 2020-01-08 2021-08-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 配線体、タッチセンサ、及び実装基板

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