JP2017045923A - バンプ付きプリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バンプ間のショート等の不具合の発生防止と、プリント配線板の平坦性の改善や半導体素子の実装品質の改善と、プリント配線板の電気的機能の低下防止である。【解決手段】絶縁材料からなる層間絶縁層と、層間絶縁層上に形成された、複数の導体パッドを含む導体層と、層間絶縁層上および導体層上に形成された、複数の導体パッドを露出する複数の開口を有する被覆絶縁層と、露出した複数の導体パッド上に形成された複数のバンプと、を具えるバンプ付きプリント配線板において、複数のバンプは、複数の導体パッド上にそれぞれ被覆絶縁層の開口内で被覆絶縁層と同一もしくはそれより低い高さに形成された複数本の第１めっき金属ポストと、第１めっき金属ポスト上にそれぞれ形成されて被覆絶縁層から突出するとともに層間絶縁層からの高さを揃えられた、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポストとを有している。【選択図】図１

Description

本発明は、バンプ付きプリント配線板およびその製造方法に関する。

特許文献１は、パッケージ基板を開示している。そして、特許文献1は、パッケージ基板と半導体素子との接続部となるバンプを被覆絶縁層としてのソルダーレジスト層の開口内の導体パッド上へのはんだボールの搭載により形成することを示している。

パッケージ基板と半導体素子との接続部となるバンプは従来、例えばソルダーレジスト層の開口内に露出した導体パッド上に無電解ニッケルめっき層を形成し、その無電解ニッケルめっき層上に搭載したはんだボールをリフローすることで無電解ニッケルめっき層上にはんだ層を重ねた構成とされている。

特開２００６−０７４００２号公報

しかしながら、近年のバンプピッチの狭ピッチ化に伴い、無電解ニッケルめっき層の周囲のソルダーレジスト層上への無電解ニッケルめっきの異常析出やリフローはんだの流出によりバンプ間のショートを生じる場合があり、また無電解ニッケルめっき層上への無電解ニッケルめっきの異常析出や単独バンプと連結バンプとの相違によりバンプ高さが不揃いになって基板平坦性や半導体素子の実装品質が悪化する場合がある。

さらに、ニッケルで形成されたバンプの高い電気抵抗により、基板の電気的機能が低下するという問題もある。

本発明の目的は、バンプ間のショート等の不具合の発生防止と、プリント配線板の平坦性の改善や半導体素子の実装品質の改善と、プリント配線板の電気的機能の低下防止である。

本発明のバンプ付きプリント配線板は、
絶縁材料からなる層間絶縁層と、
前記層間絶縁層上に形成された、複数の導体パッドを含む導体層と、
前記層間絶縁層上および前記導体層上に形成された、前記複数の導体パッドを露出する複数の開口を有する被覆絶縁層と、
前記露出した複数の導体パッド上に形成された複数のバンプと、
を具えるバンプ付きプリント配線板において、
前記複数のバンプは、
複数の前記導体パッド上にそれぞれ前記被覆絶縁層の開口内で前記被覆絶縁層と同一もしくはそれより低い高さに形成された複数本の第１めっき金属ポストと、
前記第１めっき金属ポスト上にそれぞれ形成されて前記被覆絶縁層から突出するとともに、少なくとも一部が前記層間絶縁層からの高さを揃えられた、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポストと、
を有している。

前記第１めっき金属ポストは、無電解銅めっき層およびその無電解銅めっき層上に重ねられた電解銅めっき層で構成されると、電気抵抗が小さいので好ましい。一方、前記第１めっき金属ポストは、無電解銅めっき層およびその無電解銅めっき層上に重ねられた電解ニッケルめっき層で構成されると、剛性が高いので好ましい。前記第２めっき金属ポストは、電解ニッケルめっき層または電解銅めっき層で構成されると、はんだよりも剛性が高いので好ましい。前記第２めっき金属ポストの電解ニッケルめっき層を構成するニッケルめっきは、ニッケル含有量が９９．０重量％以上で９９．８重量％以下であると、リン含有量が僅かになるため電気抵抗が小さいので好ましい。

前記第１めっき金属ポストおよび前記第２めっき金属ポストは共に、前記層間絶縁層に向かうにつれて縮径するテーパー状をなしていると、形成し易いため好ましい。前記第１めっき金属ポストの上面は凹状湾曲面であると、第２めっき金属ポストとの接合力が高いため好ましい。前記第１めっき金属ポストの上端部外径は前記第２めっき金属ポストの下端部外径よりも大きいと、第１めっき金属ポストの上端部外径が第２めっき金属ポストの下端部外径よりも小さいか等しい場合と比べて、第２めっき金属ポストの上端部外径が小さくなり、ひいてはバンプピッチが同一でもバンプ間距離が大きくなるので好ましい。

前記第２めっき金属ポストの上面および側面は、被覆無電解めっき層で被覆されていると、第２めっき金属ポストの腐食を防止できるので好ましい。前記被覆無電解めっき層は、順次に積層された無電解ニッケルめっき層と無電解パラジウムめっき層と無電解金めっき層とを有していると、第２めっき金属ポスト上に半導体素子の端子と接合するはんだバンプを形成する際に第２めっき金属ポストおよびはんだバンプに対する密着性が高くなるので好ましい。前記被覆絶縁層は、ソルダーレジスト層もしくは、層間絶縁層と同様の絶縁材料からなる絶縁層であると、レーザで容易にかつ正確に開口を形成できるので好ましい。前記被覆絶縁層の表面および前記各第１開口の内壁面は、粗化処理による粗化面を有していると無電解銅めっき層の密着性が向上するので好ましい。

本発明のバンプ付きプリント配線板の製造方法は、
絶縁材料からなる層間絶縁層と、
前記層間絶縁層上に形成された、複数の導体パッドを含む導体層と、
前記層間絶縁層および前記導体層上に形成された被覆絶縁層と、
を有するプリント配線板を準備することと、
前記被覆絶縁層に、各々その被覆絶縁層を貫通して前記各導体パッドの少なくとも一部を露出する複数の第１開口を形成することと、
前記被覆絶縁層と前記各第１開口の内壁面とその第１開口内で露出した前記各導体パッドの少なくとも一部との上に無電解銅めっき層を形成することと、
前記被覆絶縁層を覆うドライフィルムレジスト層を形成することと、
前記ドライフィルムレジスト層に、前記被覆絶縁層の前記複数の第１開口に至る複数の第２開口を形成することと、
前記被覆絶縁層の前記複数の第１開口内で、前記無電解銅めっき層上に前記被覆絶縁層と同一もしくはそれより低い高さの複数本の第１金属ポストを電解めっきにより形成することと、
前記ドライフィルムレジスト層の前記複数の第２開口内で、前記第１金属ポスト上に前記被覆絶縁層から突出させて、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポストを電解めっきにより形成して、それら第１金属ポストと第２の金属ポストとにより前記導体パッド上に複数のバンプを構成することと、
前記ドライフィルムレジスト層と一緒に前記第２めっき金属ポストを研磨することで前記複数のバンプの少なくとも一部の、前記層間絶縁層からの高さを揃えることと、
前記被覆絶縁層上から前記ドライフィルムレジスト層を除去することと、
前記被覆絶縁層上に露出した前記無電解銅めっき層を除去することと、
を有している。

前記ドライフィルムレジスト層の前記第２開口の下端内径を、前記被覆絶縁層の前記第１開口の上端内径より小さくすると、第２開口の下端内径を第１開口の上端内径より大きくするか等しくする場合と比べて、第２めっき金属ポストの上端部外径が小さくなり、ひいてはバンプピッチが同一でもバンプ間距離が大きくなるので好ましい。また、被覆絶縁層の表面および前記各第１開口の内壁面に、Ｏ_２プラズマ処理による粗化処理を行うこととすると、無電解銅めっき層の密着性が向上するので好ましい。

本発明のバンプ付きプリント配線板の一実施形態を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｈ）は、図１に示されるプリント配線板を製造するための、本発明のバンプ付きプリント配線板の製造方法の一実施形態を示す断面図である。 本発明のバンプ付きプリント配線板の他の一実施形態を示す断面図である。 本発明のバンプ付きプリント配線板のさらに他の一実施形態を示す断面図である。 本発明の実施形態のバンプ付きプリント配線板の一適用例を示す断面図である。 本発明の実施形態のバンプ付きプリント配線板の他の一適用例を示す断面図である。

図１は、本発明のバンプ付きプリント配線板の一実施形態を示す断面図である。実施形態のバンプ付きプリント配線板は、絶縁材料からなる層間絶縁層１と、層間絶縁層１上に形成された、複数の導体パッド２ａ（図では１つのみ示す）を含む導体層２と、層間絶縁層１上に形成され、複数の導体パッド２ａを露出する複数の第１開口３ａ（図では１つのみ示す）を有する被覆絶縁層３と、被覆絶縁層３の複数の第１開口３ａから少なくとも一部が露出した複数の導体パッド２ａのその露出部分上に形成された複数のバンプ４（図では１つのみ示す）とを具えるものであり、複数のバンプ４は、それぞれ被覆絶縁層３の第１開口３ａ内で複数の導体パッド２ａの露出部分上に被覆絶縁層３の表面である上面と実質的に同一の高さに形成された複数本の第１めっき金属ポスト５（図では１本のみ示す）と、それらの第１めっき金属ポスト５上にそれぞれ形成されて被覆絶縁層３の上面から突出する、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポスト６（図では１つのみ示す）と、それらの第２めっき金属ポスト６の上面および側面全体を覆っている被覆無電解めっき層７とを有しており、複数本の第２めっき金属ポスト６のうちの少なくとも一部、好ましくは全部が、層間絶縁層１からの高さを互いに揃えられている。

層間絶縁層１は、図示されているような単層のものでもよいが、複数層の積層構造を有し、それらの絶縁層間に導体層２が形成されているものでもよい。層間絶縁層１を形成する絶縁材料は、エポキシ等の樹脂でもよいがセラミックでもよい。導体層２は、導電性金属であればよいが銅であると好ましい。被覆絶縁層３を形成する材料は、絶縁性樹脂フィルムとしてのＡＢＦ（味の素ビルドアップフィルム：商品名）でもよいが通常のソルダーレジストでもよく、層間絶縁層１を形成する絶縁材料と同様の絶縁材料からなる絶縁層でもよい。バンプ４同士のピッチ（中心間距離）は、３０μｍ以上で１８０μｍ以下が好ましい。これにより例えば搭載した半導体素子同士を超高密度配線で接続するパッケージ基板を形成できる。被覆絶縁層３の上面からのバンプ４の高さは７μｍ以上が好ましい。当該プリント配線板上に実装されてバンプ４に端子を接続される半導体素子と被覆絶縁層３の上面との隙間高さを確保できるので、その隙間にアンダーフィルを均一に流動させることができる。

第１めっき金属ポスト５は、導体パッド２ａの、被覆絶縁層３の第１開口３ａ内に露出する部分の表面上およびその被覆絶縁層３の第１開口３ａの内壁面上に無電解めっきで形成された無電解銅めっきシード層５ａと、その無電解銅めっきシード層５ａ上にその無電解銅めっきシード層５ａを電極として電解めっきで形成されたポスト本体５ｂとから構成される。第１めっき金属ポスト５のポスト本体５ｂを形成する電解金属めっきは、電解銅めっきとされる。銅は、ニッケルよりも電気抵抗が低いのでプリント配線板の電気的機能の低下防止を図りやすいからである。また電解めっきは、無電解めっきよりも析出速度が速いので、ニッケルより析出速度の遅い銅でも比較的短時間で厚い層を形成できるからである。第１めっき金属ポスト５の高さは、被覆絶縁層３の上面の高さと実質的に同一とされる。

第１めっき金属ポスト５上の第２めっき金属ポスト６は、半導体素子の搭載時に半導体素子のバンプのリフローにより半導体素子に接続されるバンプ４を第１めっき金属ポスト５とともに構成して第１めっき金属ポスト５を嵩上げするとともに、第１めっき金属ポスト５を形成している銅が半導体素子のバンプのはんだ内に拡散するのを防止すべく、第１めっき金属ポスト５の上端面を覆う役割を果たす。第２めっき金属ポスト６は、第１めっき金属ポスト５を電極として電解めっきで形成されたニッケルからなる。この第２めっき金属ポスト６を形成するニッケルは、好ましくはニッケル含有量が９９．０重量％以上で９９．８重量％以下、より好ましくはニッケル含有量が９９．３重量％以上で９９．７重量％以下のものとされる。これにより、第２めっき金属ポスト６を形成するニッケルのリン含有量が１．０％未満となるため、それより多い場合より電気抵抗が小さいので好ましい。

第２めっき金属ポスト６を覆う被覆無電解めっき層７は、無電解ニッケルめっき層８と無電解パラジウムめっき層９と無電解金めっき層１０とを順次に重ね合わせたものとされる。これらの金属は互いに密着性が高く、また最内層の無電解ニッケルめっき層８は第２めっき金属ポスト６を形成するニッケルとの密着性が高く、最外層の無電解金めっき層１０ははんだとの密着性が高いので、被覆無電解めっき層７は当該プリント配線板上に実装される半導体素子のバンプをバンプ４に強固に接合する。しかも最外層の無電解金めっき層１０は特に腐食に対する耐性が高いので、被覆無電解めっき層７は第２めっき金属ポスト６を腐食から有効に保護する。

第１めっき金属ポスト５の無電解銅めっきシード層５ａは、第１めっき金属ポスト５のめっき金属ポスト本体５ｂを形成する電解銅めっき層と被覆絶縁層３の第１開口３ａの内壁面および導体パッド２ａとの間に存在して、小さい電気抵抗でそれらめっき金属ポスト本体５ｂと導体パッド２ａとを接続するとともに、被覆絶縁層３を形成するソルダーレジストとめっき金属ポスト本体５ｂとの密着性を高め、第１めっき金属ポスト５の腐食防止とバンプ４の強度向上との効果を奏する。

バンプ４がはんだよりも溶融温度の高い金属からなる第２めっき金属ポスト６を有しているため、半導体素子のバンプのリフローでバンプ４が溶融して被覆絶縁層３の上面と半導体素子との隙間高さが低くなることがないので、アンダーフィルの流動不均一による実装品質の悪化が防止される。この実施形態ではバンプ４の全体をニッケルめっきで形成しないので、プリント配線板の電気的機能の低下とニッケルの析出過多によるショート等の不具合の発生が防止される。

以下に、本発明のバンプ付きプリント配線板の製造方法の一実施形態が図面に基づいて説明される。図２（Ａ）〜図２（Ｈ）は、図１に示されるプリント配線板を製造するための、本発明のバンプ付きプリント配線板の製造方法の一実施形態を示す断面図である。実施形態のバンプ付きプリント配線板の製造方法では、図２（Ａ）に示されるように、層間絶縁層１と層間絶縁層１上に形成されている導体層２とを有する中間基板が準備され、層間絶縁層１および導体層２上に被覆絶縁層３が形成されている。層間絶縁層１は、例えばエポキシ等の樹脂やセラミックで形成されている。導体層２は、例えばアディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法等によって形成される。導体層２は、例えば銅で形成されている。導体層２は、半導体素子などの電子部品を搭載するための導体パッド２ａと、信号線や電源等の図示されない配線とを含む。被覆絶縁層３は、例えばエポキシ等の絶縁樹脂からなるソルダーレジストで形成されている。

図２（Ａ）に示されるように、被覆絶縁層３に、その被覆絶縁層３を貫通して導体パッド２ａに至る第１開口３ａが形成される。被覆絶縁層３の第１開口３ａは、例えばレーザ、好ましくは小径孔の形成に適しているＵＶレーザで形成される。レーザの出力を高くすることにより、被覆絶縁層３が十分に溶融し、第１開口３ａの内壁面は層間絶縁層１に向かうにつれて縮径するとともに導体パッド２ａの表面に対し直線的に交差する倒立裁頭円錐状（テーパー状）となる。レーザ光束を絞ることにより、被覆絶縁層３で被覆されている導体パッド２ａの表面に対する第１開口３ａの内壁面の交差角は４５°以上で９０°未満とされる。

複数の第１開口３ａが形成される場合の開口ピッチ（中心間距離）は好ましくは３０μｍ以上で１８０μｍ以下とされる。開口径は、好ましくは開口ピッチの１／２以下とされ、例えば開口ピッチ５５μｍに対し開口径２５μｍとされる。第１開口３ａの内壁面は、導体パッド２ａの表面に対し直角に交差する一定内径の円筒状とされてもよい。その場合、第１開口３ａは、レーザの代わりに例えばドライエッチング、プラズマエッチング、ライトエッチング等のエッチングを行い、その後にアルカリ脱脂処理を施すことで形成される。必要に応じて、被覆絶縁層３の複数の第１開口３ａの一部はレーザ加工法、他の残りの部分は露光・現像法というように、加工法を使い分けて形成されても良い。

図２（Ｂ）に示されるように、被覆絶縁層３の上面上および第１開口３ａの内壁面上に、例えば被覆絶縁層３の樹脂マトリックス中に分散したシリカや炭酸カルシウム等の無機質微粉末が特定の薬品にて選択的に溶出される、といった既知の選択エッチングを利用して粗化処理が施され（例えば特開平７−１５４０６９号公報参照）、次いでその粗化処理によって粗化面とされた被覆絶縁層３の上面上および第１開口３ａの内壁面上に、パラジウム等の触媒の塗布を介して、後述する電解めっきのための電極とされる無電解銅めっきシード層５ａが形成される。

図２（Ｃ）に示されるように、被覆絶縁層３の上面上の無電解銅めっきシード層５ａ上に、例えば紫外線硬化型のドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）１１が積層され、そのドライフィルムレジスト１１上にマスクを配置して被覆絶縁層３の第１開口３ａに対応する位置を覆った状態で露光し、その後に現像することで、ドライフィルムレジスト１１に被覆絶縁層３の第１開口３ａに至る第２開口１１ａが形成される。ドライフィルムレジスト１１の第２開口１１ａの内壁面は、第１開口３ａの内壁面と同様に、層間絶縁層１に向かうにつれて縮径する倒立裁頭円錐状（テーパー状）をなす。ドライフィルムレジスト１１の第２開口１１ａの下端内径は、被覆絶縁層３の第１開口３ａの上端内径よりも小径とされる。

図２（Ｄ）に示されるように、被覆絶縁層３の第１開口３ａ内の無電解銅めっきシード層５ａ上に、無電解銅めっきシード層５ａとともに第１めっき金属ポスト５を構成するポスト本体５ｂが電解銅めっきで形成される。ドライフィルムレジスト１１の積層時の加圧により、ドライフィルムレジスト１１の下面は被覆絶縁層３の第１開口３ａ内に僅かに入り込んでおり、その第１開口３ａ内のドライフィルムレジスト１１の下面の高さまで形成されるポスト本体５ｂの上端面は、被覆絶縁層３の上面とほぼ等しい高さに抑制される。なお、ポスト本体５ｂの上端面の高さは、実質的に被覆絶縁層３の上面と等しい高さであれば良いので、被覆絶縁層３の上面上の、例えば厚みが０．１μｍ〜１．０μｍ程度の無電解銅めっきシード層５ａの表面の高さに等しくされても良い。

図２（Ｅ）に示されるように、ドライフィルムレジスト１１の第２開口１１ａ内に露出するポスト本体５ｂの上端面上に、その第１めっき金属ポスト５を電極として、第２めっき金属ポスト６が電解ニッケルめっきで形成される。第２めっき金属ポスト６を形成するニッケルは、好ましくはニッケル含有量が９９．０％重量以上で９９．８％重量以下、より好ましくはニッケル含有量が９９．３重量％以上で９９．７重量％以下のものとされる。

図２（Ｆ）に示されるように、ドライフィルムレジスト１１の表面付近と第２めっき金属ポスト６の上端部とが、既知の化学的・機械的研磨工程（ＣＭＰ）によって平坦に研磨除去され、複数本の第２めっき金属ポスト６のうちの一部もしくは全部の、層間絶縁層１からの高さが互いに揃えられる。

図２（Ｇ）に示されるように、無電解銅めっきシード層５ａ上からドライフィルムレジスト１１が例えば作業者による手作業で剥離され、第２めっき金属ポスト６の外周面（側面）が露出するとともに、無電解銅めっきシード層５ａが、ポスト本体５ｂで覆われている部分を除いて露出する。この無電解銅めっきシード層５ａの、ポスト本体５ｂで覆われずに露出している部分が、選択的エッチングにより除去される。

図２（Ｈ）に示されるように、第２めっき金属ポスト６の上端面と外周面（側面）との全体が、第１めっき金属ポスト５の露出している上端面も含めて、被覆無電解めっき層７で被覆される。被覆無電解めっき層７は、先ず例えば厚みが０．０５〜３μｍの無電解ニッケルめっき層８を形成し、次いでその上に例えば厚みが０．０３〜０．０８μｍの無電解パラジウムめっき層９を重ねて形成し、さらにその上に例えば厚みが０．０３〜０．０８μｍの無電解金めっき層１０を重ねて形成する、といった処理により形成される。無電解ニッケルめっき層８を形成するニッケルは、好ましくはニッケル含有量が９０％以上で９７％未満かつリン含有量が３％以上で１０％未満のものとされる。この含有量のリンにより、無電解ニッケルめっき層８への無電解パラジウムめっき層９および無電解金めっき層１０の密着性が向上する。これにより、図１の実施形態のバンプ付きプリント配線板が製造される。

図３は、本発明のバンプ付きプリント配線板の他の一実施形態を示す断面図である。この実施形態のバンプ付きプリント配線板は、第１めっき金属ポスト５と第２めっき金属ポスト６との接合部分の構成のみが先の実施形態と異なり、他の部分の構成は先の実施形態と同一であるので、以下にはその異なる部分の構成を主に説明する。図３中の、図１におけると同様の部分は、それと同一の符号にて示す。

すなわち、この実施形態のバンプ付きプリント配線板では、第１めっき金属ポスト５の、電解銅めっきで形成されたポスト本体５ｂの上面５ｃの高さが、被覆絶縁層３の上面より低くされ、かつその上面５ｃが、凹状湾曲面とされている。ポスト本体５ｂを形成するための電解めっきは、無電解銅めっきシード層５ａの内壁面から中央に向けて積層されるため、電解めっきの条件、例えばめっき時間等を適宜に調整することにより、このような低い高さでかつ凹状湾曲面を持つポスト本体５ｂの上面５ｃが形成される。

この実施形態のバンプ付きプリント配線板では、ポスト本体５ｂの上面５ｃの高さが、被覆絶縁層３の上面より低いため、ポスト本体５ｂの上面５ｃが第２めっき金属ポスト６と被覆無電解めっき層７のすそ部分とで完全に被覆されているので、バンプ４の高い耐食性が得られる。また電解銅めっきからなるポスト本体５ｂの上面５ｃが平坦でなく同じ外径でより面積が広い凹状湾曲面とされていて、その凹状湾曲面上に電解ニッケルめっきからなる第２めっき金属ポスト６が形成されているので、第１めっき金属ポスト５と第２めっき金属ポスト６との間の高い接合力が得られる。

図４は、本発明のバンプ付きプリント配線板のさらに他の一実施形態を示す断面図である。この実施形態のバンプ付きプリント配線板は、第１めっき金属ポスト５と第２めっき金属ポスト６との構成のみが先の実施形態と異なり、他の部分の構成は先の実施形態と同一であるので、以下にはその異なる部分の構成を主に説明する。図４中の、図１におけると同様の部分は、それと同一の符号にて示す。

すなわち、この実施形態のバンプ付きプリント配線板では、第１めっき金属ポスト５のポスト本体５ｂと第２めっき金属ポスト６とが一体に、電解ニッケルめっきで形成されている。この一体の第１めっき金属ポスト５のポスト本体５ｂと第２めっき金属ポスト６とは、例えば図２（Ｄ）に示されるポスト本体５ｂの形成工程と図２（Ｅ）に示される第２めっき金属ポスト６の形成工程とを無電解銅めっきシード層５ａを電極として電解ニッケルめっきで連続的に行うことにより形成される。

この実施形態のバンプ付きプリント配線板では、第１めっき金属ポスト５のポスト本体５ｂと第２めっき金属ポスト６とが電解ニッケルめっきで一体に形成されているため、バンプ４の高い剛性が得られる。第１めっき金属ポスト５のポスト本体５ｂと第２めっき金属ポスト６とを形成するニッケルは、好ましくはニッケル含有量が９９．０重量％以上で９９．８重量％以下、より好ましくはニッケル含有量が９９．３重量％以上で９９．７重量％以下のものとされる。ポスト本体５ｂと第２めっき金属ポスト６とを形成するニッケルのリン含有量が１．０％未満となるため、それより多い場合より電気抵抗が小さいので好ましい。

図５は、この発明の実施形態のバンプ付きプリント配線板の一適用例を示す断面図である。この適用例では、多層プリント配線板Ｐ１が、その最外層の絶縁層である層間絶縁層１と、層間絶縁層１上に形成された、複数の導体パッド２ａを含む導体層２と、層間絶縁層１上に形成され、複数の導体パッド２ａの各々の少なくとも一部を露出する複数の第１開口を有するソルダーレジストからなる被覆絶縁層３と、複数の導体パッド２ａの、被覆絶縁層３の複数の第１開口からの露出部分上に形成された複数のバンプ４と、を具えており、複数のバンプ４は、複数の導体パッド２ａの露出部分上にそれぞれ形成された複数本の第１めっき金属ポスト５と、それらの第１めっき金属ポスト５上にそれぞれ形成されて被覆絶縁層３の上面から突出するとともに層間絶縁層１からの高さを互いに揃えられた、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポスト６と、それらの第２めっき金属ポスト６の上面および側面全体を覆っている被覆無電解めっき層（図示せず）とを有している。

複数の導体パッド２ａは、多層プリント配線板Ｐ１上に実装される半導体素子としての例えばメモリチップＣ１とＣＰＵチップＣ２とのそれぞれの、ピッチおよび外径を微細化した端子とピッチおよび外径をそれより大きくした端子とに対応して、層間絶縁層１の中央部のものが周辺部のものより小径でピッチも小さくなっており、多層プリント配線板Ｐ１は、それらの導体パッド２ａ上にこの発明に基づいて形成されたバンプ４を介して、メモリチップＣ１およびＣＰＵチップＣ２の端子と電気的に接続するとともにそれらメモリチップＣ１およびＣＰＵチップＣ２の端子同士を電気的に接続し、基板上（内）広帯域信号伝送路（Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｏｎ／ｉｎ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を構成する。

図６は、この発明の実施形態のバンプ付きプリント配線板の他の一適用例を示す断面図である。この適用例では、多層プリント配線板Ｐ２の外層２層分に形成された凹部内に、インターポーザとしてのプリント配線板Ｐ３あるいはメモリチップ等の半導体素子が埋設され、多層プリント配線板Ｐ２が、その最外層の絶縁層および上記プリント配線板Ｐ３の絶縁層である層間絶縁層１と、それらの層間絶縁層１上に形成された、複数の導体パッド２ａあるいは半導体素子の端子を含む導体層２と、層間絶縁層１上に形成され、複数の導体パッド２ａあるいは半導体素子の端子の少なくとも一部を露出する複数の第１開口を有するソルダーレジストからなる被覆絶縁層３と、複数の導体パッド２ａあるいは半導体素子の端子の、被覆絶縁層３の複数の第１開口からの露出部分上に形成された複数のバンプ４と、を具えており、複数のバンプ４は、複数の導体パッド２ａあるいは半導体素子の端子上にそれぞれ形成された複数本の第１めっき金属ポスト５と、それらの第１めっき金属ポスト５上にそれぞれ形成されて被覆絶縁層３の上面から突出するとともに層間絶縁層１からの高さを互いに揃えられた、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポスト６と、それらの第２めっき金属ポスト６の上面および側面全体を覆っている被覆無電解めっき層（図示せず）とを有している。

埋設されたプリント配線板Ｐ３の複数の導体パッド２ａあるいは半導体素子の端子は、多層プリント配線板Ｐ１上に実装される半導体素子としての例えばメモリチップＣ１とＣＰＵチップＣ２とのそれぞれの、ピッチおよび外径を微細化した端子に対応して、層間絶縁層１の周辺部上のものより小径でピッチも小さくなっており、また多層プリント配線板Ｐ２の最外層の絶縁層である、層間絶縁層１の周辺部上の複数の導体パッド２ａは、上記メモリチップＣ１とＣＰＵチップＣ２とのそれぞれの、上記微細化した端子よりピッチおよび外径を大きくした端子に対応して、埋設されたプリント配線板Ｐ３の複数の導体パッド２ａあるいは半導体素子の端子よりも大径でピッチも大きくなっている。多層プリント配線板Ｐ２およびそこに埋設されたプリント配線板Ｐ３あるいは半導体素子は、それらの導体パッド２ａあるいは半導体素子の端子上にこの発明に基づいて形成されたバンプ４を介して、メモリチップＣ１およびＣＰＵチップＣ２の端子と電気的に接続するとともにそれらメモリチップＣ１およびＣＰＵチップＣ２の端子同士を電気的に接続し、基板上（内）広帯域信号伝送路（Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｏｎ／ｉｎ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を構成する。

何れの適用例でも、バンプ４の形成過程で電解めっきによる第２めっき金属ポスト６の形成後にその周囲に存在するドライフィルムレジスト１１が剥離されて、第２めっき金属ポスト６が被覆絶縁層３から突出しているので、バンプ間のショートやアンダーフィルの流入不均一等の不具合の発生が防止される。また、バンプ４の形成過程での研磨によって、バンプ４の高さが揃えられているので、プリント配線板の平坦性および半導体素子の実装品質が改善される。そして、第１めっき金属ポスト５が銅からなるとともに第２めっき金属ポスト６が電気抵抗の小さい高純度のニッケルからなるか、第１めっき金属ポスト５および第２めっき金属ポスト６がともに電気抵抗の小さい高純度のニッケルからなるので、プリント配線板の電気的機能の低下が防止される。

図１、図３および図４に示される実施形態のバンプ付きプリント配線板のバンプ４ははんだ層を有していないが、この発明のバンプ付きプリント配線板のバンプは、被覆無電解めっき層７上にはんだ層を有していてもよく、あるいは第２めっき金属ポスト６上に被覆無電解めっき層７に代えてはんだ層を有していても良い。はんだ層は、被覆無電解めっき層７や第２めっき金属ポスト６の位置に開口を持つマスクを用いて、フラックスおよびはんだボールを被覆無電解めっき層７や第２めっき金属ポスト６上に搭載し、そのはんだボールの加熱によるリフローによって形成しても良く、あるいは印刷によってはんだ粉とフラックスとを含むはんだペーストを印刷によって被覆無電解めっき層７や第２めっき金属ポスト６上に搭載し、そのはんだペーストの加熱によるリフローによって形成しても良い。

また、図１、図３および図４に示される実施形態のバンプ付きプリント配線板では第１めっき金属ポスト５のポスト本体５ｂが電解ニッケルめっきで形成され、第２めっき金属ポスト６が電解ニッケルめっきで形成されているが、この発明のバンプ付きプリント配線板では第１めっき金属ポスト５のポスト本体５ｂが電解ニッケルめっきで形成され、第２めっき金属ポスト６が電解銅めっきで形成されても良い。さらに、図１，３，４に示される実施形態のバンプ付きプリント配線板の被覆無電解めっき層７は無電解ニッケルめっき層８上に無電解パラジウムめっき層９と無電解金めっき層１０とが順次に積層された構成になっているが、この発明のバンプ付きプリント配線板の被覆無電解めっき層７は、無電解ニッケルめっき層８上に無電解パラジウム−金（ＰｄＡｕ）めっき層が積層された構成のものでも良い。

１ 層間絶縁層
２ 導体層
２ａ 導体パッド
３ 被覆絶縁層
３ａ 第１開口
４ バンプ
５ 第１めっき金属ポスト
５ａ 無電解銅めっきシード層
５ｂ ポスト本体
６ 第２めっき金属ポスト
７ 被覆無電解めっき層
８ 無電解ニッケルめっき層
９ 無電解パラジウムめっき層
１０ 無電解金めっき層
１１ ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）
１１ａ 第２開口
Ｃ１ メモリチップ
Ｃ２ ＣＰＵチップ
Ｐ１ 多層プリント配線板
Ｐ２ 多層プリント配線板
Ｐ３ プリント配線板

Claims (15)

1. 絶縁材料からなる層間絶縁層と、
   前記層間絶縁層上に形成された、複数の導体パッドを含む導体層と、
   前記層間絶縁層上および前記導体層上に形成された、前記複数の導体パッドを露出する複数の開口を有する被覆絶縁層と、
   前記露出した複数の導体パッド上に形成された複数のバンプと、
   を具えるバンプ付きプリント配線板において、
   前記複数のバンプは、
   複数の前記導体パッド上にそれぞれ前記被覆絶縁層の開口内で前記被覆絶縁層と同一もしくはそれより低い高さに形成された複数本の第１めっき金属ポストと、
   前記第１めっき金属ポスト上にそれぞれ形成されて前記被覆絶縁層から突出するとともに、少なくとも一部が前記層間絶縁層からの高さを揃えられた、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポストと、
   を有している。
2. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記第１めっき金属ポストは、無電解銅めっき層およびその無電解銅めっき層上に重ねられた電解銅めっき層で構成されている。
3. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記第１めっき金属ポストは、無電解銅めっき層およびその無電解銅めっき層上に重ねられた電解ニッケルめっき層で構成されている。
4. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記第２めっき金属ポストは、電解ニッケルめっき層または電解銅めっき層で構成されている。
5. 請求項３または４記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記電解ニッケルめっき層を構成するニッケルめっきは、ニッケル含有量が９９．０重量％以上で９９．８重量％以下である。
6. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記第１めっき金属ポストおよび前記第２めっき金属ポストは共に、前記層間絶縁層に向かうにつれて縮径するテーパー状をなしている。
7. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記第１めっき金属ポストの上面は凹状湾曲面である。
8. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記第１めっき金属ポストの上端部外径は前記第２めっき金属ポストの下端部外径よりも大きい。
9. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
   前記第２めっき金属ポストの上面および側面は、被覆無電解めっき層で被覆されている。
10. 請求項９記載のバンプ付きプリント配線板であって、
    前記被覆無電解めっき層は、順次に積層された無電解ニッケルめっき層と無電解パラジウムめっき層と無電解金めっき層とを有している。
11. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
    前記被覆絶縁層は、ソルダーレジスト層もしくは、層間絶縁層と同様の絶縁材料からなる絶縁層である。
12. 請求項１記載のバンプ付きプリント配線板であって、
    前記被覆絶縁層の表面および前記各第１開口の内壁面は、粗化処理による粗化面を有している。
13. 絶縁材料からなる層間絶縁層と、
    前記層間絶縁層上に形成された、複数の導体パッドを含む導体層と、
    前記層間絶縁層および前記導体層上に形成された被覆絶縁層と、
    を有するプリント配線板を準備することと、
    前記被覆絶縁層に、各々その被覆絶縁層を貫通して前記各導体パッドの少なくとも一部を露出する複数の第１開口を形成することと、
    前記被覆絶縁層と前記各第１開口の内壁とその第１開口内で露出した前記各導体パッドの少なくとも一部との上に無電解銅めっき層を形成することと、
    前記被覆絶縁層を覆うドライフィルムレジスト層を形成することと、
    前記ドライフィルムレジスト層に、前記被覆絶縁層の前記複数の第１開口に至る複数の第２開口を形成することと、
    前記被覆絶縁層の前記複数の第１開口内で、前記無電解銅めっき層上に前記被覆絶縁層と同一もしくはそれより低い高さの複数本の第１金属ポストを電解めっきにより形成することと、
    前記ドライフィルムレジスト層の前記複数の第２開口内で、前記第１金属ポスト上に前記被覆絶縁層から突出させて、はんだよりも溶融温度の高い金属からなる複数本の第２めっき金属ポストを電解めっきにより形成して、それら第１金属ポストと第２の金属ポストとにより前記複数の導体パッド上に複数のバンプを構成することと、
    前記ドライフィルムレジスト層と一緒に前記第２めっき金属ポストを研磨することで前記複数のバンプの少なくとも一部の、前記層間絶縁層からの高さを揃えることと、
    前記被覆絶縁層上から前記ドライフィルムレジスト層を除去することと、
    前記被覆絶縁層上に露出した前記無電解銅めっき層を除去することと、
    を有している、バンプ付きプリント配線板の製造方法。
14. 請求項１２記載のバンプ付きプリント配線板の製造方法であって、
    前記ドライフィルムレジスト層の前記第２開口の下端内径を、前記被覆絶縁層の前記第１開口の上端内径より小さくすること、
    を有している。
15. 請求項１２記載のバンプ付きプリント配線板の製造方法であって、
    前記被覆絶縁層の表面および前記各第１開口の内壁面に、Ｏ_２プラズマ処理による粗化処理を行うこと、
    を有している。

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