JP2018082130A - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表面金属層を加熱して溶融させても隣接する突起電極間がブリッジショートし難い構造の配線基板を提供する。【解決手段】本配線基板は、配線層と、前記配線層を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の上面から突起する突起電極と、を有し、前記突起電極は、前記絶縁層に形成された開口部内に露出する前記配線層と接続され、前記絶縁層の上面から突起すると共に前記開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する突起金属層と、前記突起金属層の表面を被覆する表面金属層と、を備え、前記開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する前記突起金属層には、外周面から内方に窪んで前記突起金属層の底面と前記絶縁層の上面との間に空間を形成する切り欠きが設けられ、前記空間は、前記開口部側から前記突起金属層の外周面側に向かうに従って高さが拡大し、前記表面金属層は、前記突起金属層よりも低融点の金属で形成され、前記絶縁層の上面と接しないように形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、配線基板及びその製造方法に関する。
半導体チップ等を搭載可能な配線基板において、半導体チップ等と接続する電極のファインピッチ化が求められており、例えば、錫(Sn)を主体とする突起電極が検討されている。
例えば、絶縁層の上面から突起する導電柱に電気めっきを行って、はんだ材料からなる表面金属層を形成し、その後リフローにより表面金属層を溶融させ、絶縁層の上面から露出する導電柱の表面を表面金属層で完全に被覆した突起電極が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−217388号公報
しかしながら、上記の構造では、表面金属層が絶縁層と接している。そのため、リフローを行った際に表面金属層が絶縁層の上面に流れ出し、隣接する突起電極間が表面金属層を構成する材料によりブリッジショートする場合があった。特に、突起電極のファインピッチ化を行う場合に問題となる。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、表面金属層を加熱して溶融させても隣接する突起電極間がブリッジショートし難い構造の配線基板を提供することを課題とする。
本配線基板は、配線層と、前記配線層を被覆する絶縁層と、前記絶縁層の上面から突起する突起電極と、を有し、前記突起電極は、前記絶縁層に形成された開口部内に露出する前記配線層と接続され、前記絶縁層の上面から突起すると共に前記開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する突起金属層と、前記突起金属層の表面を被覆する表面金属層と、を備え、前記開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する前記突起金属層には、外周面から内方に窪んで前記突起金属層の底面と前記絶縁層の上面との間に空間を形成する切り欠きが設けられ、前記空間は、前記開口部側から前記突起金属層の外周面側に向かうに従って高さが拡大し、前記表面金属層は、前記突起金属層よりも低融点の金属で形成され、前記絶縁層の上面と接しないように形成されていることを要件とする。
開示の技術によれば、表面金属層を加熱して溶融させても隣接する突起電極間がブリッジショートし難い構造の配線基板を提供できる。
第1の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。 表面金属層の被覆位置について説明する断面図である。 第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図(その1)である。 第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図(その2)である。 第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図(その3)である。 比較例に係る配線基板を例示する断面図(その1)である。 比較例に係る配線基板を例示する断面図(その2)である。 第1の実施の形態に係る配線基板の奏する効果について説明する断面図(その1)である。 第1の実施の形態に係る配線基板の奏する効果について説明する断面図(その2)である。 第1の実施の形態の変形例1に係る配線基板の製造工程を例示する図(その1)である。 第1の実施の形態の変形例1に係る配線基板の製造工程を例示する図(その2)である。 第2の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図である。 第2の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
[配線基板の構造]
図1は、第1の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図であり、図1(a)は配線層と絶縁層が交互に複数積層された配線基板の一部を示した図、図1(b)は図1(a)のA部の部分拡大図である。
図1を参照するに、配線基板1は、絶縁層10と、配線層20と、ソルダーレジスト層30と、バンプ40とを有している。
なお、本実施の形態では、便宜上、配線基板1のソルダーレジスト層30側を上側又は一方の側、絶縁層10側を下側又は他方の側とする。又、各部位のソルダーレジスト層30側の面を上面又は一方の面、絶縁層10側の面を下面又は他方の面とする。但し、配線基板1は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を絶縁層10の上面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を絶縁層10の上面の法線方向から視た形状を指すものとする。
絶縁層10は、例えば、多層配線の層間絶縁層として、ビルドアップ工法を用いて形成することができる絶縁層である。従って、絶縁層10の下層として他の配線層や他の絶縁層が積層されていてもよい。この場合、絶縁層10や他の絶縁層に適宜ビアホールを設け、ビアホールを介して配線層同士を接続することができる。
絶縁層10の材料としては、例えば、非感光性(熱硬化性樹脂)のエポキシ系絶縁樹脂やポリイミド系絶縁樹脂等を用いることができる。或いは、絶縁層10の材料として、例えば、感光性のエポキシ系絶縁樹脂やアクリル系絶縁樹脂等を用いてもよい。絶縁層10は、ガラスクロス等の補強材を有していても構わない。又、絶縁層10は、シリカ(SiO)等のフィラーを含有しても構わない。絶縁層10の厚さは、例えば10〜50μm程度とすることができる。
配線層20は、絶縁層10上に形成されている。配線層20の材料としては、例えば、銅(Cu)等を用いることができる。配線層20の厚さは、例えば、10〜20μm程度とすることができる。
ソルダーレジスト層30は、絶縁層10上に、配線層20を被覆するように形成されている絶縁層である。ソルダーレジスト層30は開口部30xを有し、開口部30xの底部には配線層20の上面の一部が露出している。ソルダーレジスト層30の材料としては、例えば、感光性のエポキシ系絶縁樹脂やアクリル系絶縁樹脂等を用いることができる。ソルダーレジスト層30の厚さは、例えば5〜40μm程度とすることができる。
バンプ40は、ソルダーレジスト層30の上面から突起する突起電極である。バンプ40は、半導体チップ等と電気的に接続することができる。バンプ40は、突起金属層41と、表面金属層48とを有している。突起金属層41は、ソルダーレジスト層30に形成された開口部30x内に露出する配線層20と接続され、ソルダーレジスト層30の上面から突起すると共に開口部30xの周囲のソルダーレジスト層30の上面上に延在している。
突起金属層41は、金属層44と、金属層45とを有している。金属層44は、開口部30xの周囲に位置するソルダーレジスト層30の上面、開口部30xの内壁面、及び開口部30x内に露出する配線層20の上面を連続的に被覆している。金属層45は、金属層44上に形成されてソルダーレジスト層30の上面から突起している。金属層45の上面は、例えば、凸状に湾曲させた形状とすることができる。
金属層44は、例えば、銅(Cu)等により形成することができる。金属層44の厚さは、例えば、0.5μm程度とすることができる。金属層45は、例えば、銅(Cu)やニッケル(Ni)、金(Au)等の表面金属層48よりも硬質な金属により形成することができる。ソルダーレジスト層30の上面から金属層45の最厚部までの厚さは、例えば、10〜50μm程度とすることができる。
突起金属層41のソルダーレジスト層30の上面側には、外周面から内方に鋭角に窪んだ切り欠き41xが設けられている。より詳しくは、開口部30xの周囲のソルダーレジスト層30の上面上に延在する突起金属層41には、外周面から内方に窪んで突起金属層41の底面とソルダーレジスト層30の上面との間に空間を形成する切り欠き41xが設けられている。切り欠き41xにより形成される空間は、開口部30x側から突起金属層41の外周面側に向かうに従って高さが拡大している。
ソルダーレジスト層30の上面から切り欠き41xの最高部までの高さHは、金属層44の厚さの5〜10倍程度であり、例えば、3〜5μm程度とすることができる。又、切り欠き41xのソルダーレジスト層30の上面に平行な方向の幅Wは、例えば、4〜6μm程度とすることができる。
表面金属層48は、突起金属層41の表面を被覆している。但し、表面金属層48は、ソルダーレジスト層30の上面とは接しないように形成されている。表面金属層48は、例えば、図1(b)に示すように、突起金属層41の上面及び外周面を全て被覆し、切り欠き41x内には延在しないように形成することができる。
又、表面金属層48は、例えば、図2(a)に示すように、突起金属層41の上面の全て及び外周面の一部を被覆し、切り欠き41x内には延在しないように形成することができる。或いは、表面金属層48は、例えば、図2(b)に示すように、突起金属層41の上面及び外周面を全て被覆し、切り欠き41x内の一部に延在するように形成してもよい。但し、図2(b)の場合、表面金属層48がソルダーレジスト層30の上面とは接しないように形成する必要がある。図2(b)の場合、ソルダーレジスト層30の上面から表面金属層48の最低部(端部)までの高さHは、2μm以上とすることが好ましい。
表面金属層48の上面は、例えば、凸状に湾曲させた形状とすることができる。この際、表面金属層48の上面の曲率は、金属層45の上面の曲率よりも大きくすることができる。表面金属層48は、中央部から周辺部に行くに従って厚さが薄くなるように形成することができる。表面金属層48の最厚部の厚さは、例えば、15〜20μm程度とすることができる。
表面金属層48は、突起金属層41よりも低融点の金属で形成されている。突起金属層41が銅(Cu)、ニッケル(Ni)、又は金(Au)により形成されている場合、表面金属層48は、例えば、Sn(錫)、SnZn系の金属、SnAgCu系の金属、SnCu系の金属等により形成することができる。
[配線基板の製造方法]
次に、第1の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図3〜図5は、第1の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。なお、本実施の形態では、単品の配線基板を形成する工程を示すが、配線基板となる複数の部分を作製後、個片化して各配線基板とする工程としてもよい。
まず、図3(a)に示す工程では、絶縁層10を準備し、絶縁層10の上面に周知のスパッタ法やめっき法等により配線層20を形成する。そして、絶縁層10上に配線層20を被覆するソルダーレジスト層30を形成し、更にソルダーレジスト層30に配線層20の上面を選択的に露出する開口部30xを形成する。例えば、ソルダーレジスト層30の材料として、液状又はペースト状の樹脂を用い、配線層20を被覆するように、絶縁層10上に液状又はペースト状の樹脂をスピンコート法等により塗布し、硬化させる。そして、ソルダーレジスト層30を露光及び現像し、所定位置に開口部30xを形成する。
次に、図3(b)〜図5(b)に示す工程では、例えば、セミアディティブ法により、バンプ40を形成する。まず、図3(b)に示す工程では、ソルダーレジスト層30の上面、開口部30xの内壁面、及び開口部30x内に露出する配線層20の上面を連続的に被覆する金属層44を形成する。シード層となる金属層44は、例えば、無電解めっき法により形成することができる。金属層44の材料や厚さは、前述の通りである。
次に、図3(c)に示す工程では、金属層44上にネガ型の感光性レジスト(ドライフィルムレジスト等)を形成する。そして、感光性レジストを露光及び現像し、開口部30x及び開口部30xの周囲を露出する開口部300xを備えたレジスト層300を形成する。本実施の形態では、開口部300xの内壁面の下方を裾引き形状とする(B部)。ここで、裾引き形状とは、開口部300xの内壁面側から開口部300xの内方に行くに従って薄厚となる断面視略三角状の形状を指す。但し、裾引き形状の傾斜面は平面である必要はなく、裾引き形状の傾斜面の一部又は全部が凸状の曲面や凹状の曲面であってもよい。
裾引き形状は、感光性レジストを紫外光等で露光する際の露光量を通常よりも減らすことにより形成できる。例えば、金属層44上に形成した感光性レジストの厚さが25μm、形成予定の開口部300xの間隔が90μmである場合、120mJ程度の出力で露光することにより、感光性レジストの現像時に裾引き形状を作製することができる。
なお、金属層44上に形成した感光性レジストの厚さが25μm、形成予定の開口部300xの間隔が90μmである場合、通常は150mJ程度の出力で露光する。この場合には裾引き形状は形成されず、略垂直な内壁面を備えた開口部300xが形成される。
次に、図4(a)に示す工程では、金属層44を給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層300の開口部300x内に金属層45を形成する。金属層45の材料や厚さは、前述の通りである。このとき、電解めっきの条件を調整することで、金属層45の上面を凸状に湾曲させることが好ましい。後の工程で、金属層45の上面に形成された表面金属層48を溶融する際に、表面金属層48が金属層45の上面から外周面に濡れ広がりやすくなるからである。
次に、図4(b)に示す工程では、金属層44を給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層300の開口部300x内に露出する金属層45の上面に表面金属層48を形成する。表面金属層48の材料は、前述の通りである。表面金属層48は、この時点では金属層45上に略一定の厚さで形成される。
次に、図4(c)に示す工程では、レジスト層300を剥離液により除去する。そして、図5(a)に示す工程では、金属層45及び表面金属層48をマスクにして、金属層45に覆われていない部分の金属層44をエッチングにより除去する。これにより、金属層44上に金属層45が積層された突起金属層41が形成される。
突起金属層41のソルダーレジスト層30の上面側には、外周面から内方に鋭角に窪んだ切り欠き41xが設けられている。より詳しくは、開口部30xの周囲のソルダーレジスト層30の上面上に延在する突起金属層41には、外周面から内方に窪んで突起金属層41の底面とソルダーレジスト層30の上面との間に空間を形成する切り欠き41xが設けられている。切り欠き41xにより形成される空間は、開口部30x側から突起金属層41の外周面側に向かうに従って高さが拡大している。
次に、図5(b)に示す工程では、表面金属層48をリフロー等により加熱して溶融後凝固させ、表面金属層48を金属層45の上面から外周面に濡れ広がらせる。このとき、突起金属層41に切り欠き41xが形成されているため、表面金属層48の濡れ広がりは金属層45の外周面の下方で止まる。そのため、表面金属層48がソルダーレジスト層30の上面に接することはない。但し、前述の図1(b)の形状には限定されず、図2(a)又は図2(b)の形状となってもよい。要は、表面金属層48がソルダーレジスト層30の上面に接しないことが重要である。
なお、加熱後に冷却する際の表面張力により、表面金属層48の金属層45の上面に形成された部分は、中央部から周辺部に行くに従って厚さが薄くなる。表面金属層48の上面は、例えば、凸状に湾曲させた形状とすることができる。この際、表面金属層48の上面の曲率は、金属層45の上面の曲率よりも大きくすることができる。以上の工程により、図1等に示す配線基板1が完成する。
ここで、比較例を示しながら、配線基板1の奏する効果について説明する。図6は、比較例に係る配線基板を例示する断面図である。
図6(a)に示す比較例に係る配線基板では、配線層20上にSnからなるバンプ50が形成されている。なお、図6(a)はリフロー前の状態である。Snからなるバンプは、接触により容易に形状が変化し、例えば図6(b)に示すように押しつぶされた場合、隣接するバンプ50間が接続する。図6(b)の状態でリフローを行うと、図6(c)に示すように、表面張力でバンプ50間がブリッジした状態となる。
又、比較例に係る配線基板において、図7(a)に示すようにリフロー前にバンプ50が削り取られて体積が小さくなると(C部)、図7(b)に示すようにリフロー後のバンプ50に高さの差が生じて、部品搭載の際に未接続の不具合が発生するおそれがある。
これに対して、配線基板1では、図8(a)に示すように、図6(b)と同様にリフロー前に押しつぶされて打痕Dが生じた場合でも、変形するのは表面金属層48のみであり、銅等からなる比較的硬質の突起金属層41は変形しない。そのため、隣接するバンプ40間が接続することはない。又、図8(a)の状態でリフローを行うと、図8(b)に示すように、表面金属層48が金属層45の上面及び外周面に濡れ広がるため、打痕Dはなくなる。
又、配線基板1では、図9(a)に示すように、図7(a)と同様にリフロー前に表面金属層48が削り取られても(E部)、銅等からなる比較的硬質の突起金属層41は削る取られることがない。そのため、バンプ40の体積は大きく変化しない。その結果、図9(b)に示すように、リフロー後のバンプ40に高さの差が生じ難い。
又、ソルダーレジスト層30の上面に、シード層となる金属層44の形成に用いる触媒(パラジウム等)の残渣が存在する場合がある。この場合、配線基板1に切り欠き41xを設けないと、表面金属層48がソルダーレジスト層30と接するため、表面金属層48を溶融させた際に、ソルダーレジスト層30の上面に表面金属層48を構成する錫等が濡れ広がってブリッジショートが生じるおそれがある。配線基板1に切り欠き41xを設けることで、表面金属層48がソルダーレジスト層30と接しないため、表面金属層48を溶融させた際にソルダーレジスト層30の上面に表面金属層48を構成する錫等が濡れ広がってブリッジショートが生じることを防止できる。
〈第1の実施の形態の変形例1〉
第1の実施の形態の変形例1では、配線基板1の製造方法の他の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図10及び図11は、第1の実施の形態の変形例1に係る配線基板の製造工程を例示する図である。まず、図10(a)に示す工程では、金属層44上に感光性レジストを形成後、露光及び現像し、バンプ40に対応する開口部300xを備えたレジスト層300を形成する。但し、図3(c)とは異なり、本実施の形態では、開口部300xの内壁面の下方に裾引き形状を形成しない。感光性レジストを紫外光等で露光する際の露光量を通常通りとする。例えば、金属層44上に形成した感光性レジストの厚さが25μm、形成予定の開口部300xの間隔が90μmである場合、通常通り150mJ程度の出力で露光する。これにより、裾引き形状は形成されず、略垂直な内壁面を備えた開口部300xが形成される。
次に、図10(b)に示す工程では、図4(a)に示す工程と同様にして、金属層44を給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層300の開口部300x内に金属層45を形成する。そして、図10(c)に示す工程では、図4(b)に示す工程と同様にして、金属層44を給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層300の開口部300x内に露出する金属層45の上面に表面金属層48を形成する。
次に、図11(a)に示す工程では、図4(c)に示す工程と同様にして、レジスト層300を剥離液により除去する。本実施の形態では、図10(a)に示す工程で開口部300xの内壁面の下方に裾引き形状を形成していないため、この時点では突起金属層41に切り欠き41xは形成されず、突起金属層41の外周面は略垂直となる。
次に、図11(b)に示す工程では、図5(a)に示す工程と同様にして、金属層45及び表面金属層48をマスクにして、金属層45に覆われていない部分の金属層44をエッチングにより除去する。このとき、金属層44及び金属層45のソルダーレジスト層30の上面側を選択的にエッチングする。例えば、液まわりが良い場所に吸着する抑制剤入りのエッチング液を用いることで、液まわりが悪い場所を選択的にエッチングすることができる。すなわち、液回りの悪い金属層44及び金属層45のソルダーレジスト層30の上面側を選択的にエッチングすることができる。これにより、突起金属層41のソルダーレジスト層30の上面側に切り欠き41xが形成される。なお、抑制剤入りのエッチング液としては、例えば、有機系添加物入りの過水硫酸系エッチング液を用いることができる。
次に、図11(c)に示す工程では、図5(b)に示す工程と同様にして、表面金属層48をリフロー等により加熱して溶融後凝固させ、表面金属層48を金属層45の上面から外周面に濡れ広がらせる。以上の工程により、図1等に示す配線基板1が完成する。
このように、エッチングにより突起金属層41に切り欠き41xを形成してもよい。
なお、第1の実施の形態の変形例1において、更に図3(c)の工程を採用してもよい。この場合、開口部300xの裾引き形状に対応して形成された切り欠き41xを、図11(b)に示す工程で更にエッチングして拡大することができる。より大きな切り欠き41xを形成したい場合に有効である。
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、配線層20上に他の金属層を設ける例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図12は、第2の実施の形態に係る配線基板を例示する断面図であり、図12は配線層と絶縁層が交互に複数積層された配線基板の一部を示した図である。
図12を参照するに、配線基板1Aは、突起金属層41A及び表面金属層48を有するバンプ40Aが設けられた点が、配線基板1(図1等参照)と相違する。突起金属層41Aは、金属層42、43、44、及び45が順次積層された構造を有している。金属層42は例えばニッケルから形成することができ、金属層43は例えば金から形成することができる。金属層42と金属層43との間に、パラジウムからなる金属層を設けても構わない。
図13は、第2の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。まず、図3(a)に示す工程を実行後、図13(a)に示す工程では、配線層20上に金属層42及び金属層43を順次形成する。金属層42及び金属層43は、例えば、無電解めっき法等により形成することができる。
次に、図13(b)に示す工程では、図3(b)に示す工程と同様にして、ソルダーレジスト層30の上面、開口部30xの内壁面、及び開口部30x内に露出する金属層43の上面を連続的に被覆する金属層44を形成する。
次に、図13(c)に示す工程では、図3(c)に示す工程と同様にして、金属層44上にネガ型の感光性レジスト(ドライフィルムレジスト等)を形成後、露光及び現像し、バンプ40に対応する開口部300xを備えたレジスト層300を形成する。本実施の形態では、開口部300xの内壁面の下方を裾引き形状とする。
以降、図4(a)〜図5(b)と同様の工程を実行することにより、図12等に示す配線基板1Aが完成する。
なお、突起金属層41に切り欠き41xを形成する工程は、上記に代えて、第1の実施の形態の変形例1のようにしてもよい。
配線基板1Aにおいて、金属層42がニッケルである場合、金属層42の外周面と開口部30xの内壁面とは密着しない。これは、ニッケルは金属上にPdを付与させて形成するので、樹脂であるソルダーレジスト層30の開口部30xの内壁面にはニッケルが析出しないためである。つまり、ニッケルからなる金属層42の外周面と開口部30xの内壁面とは接しているだけであって、密着はしていない。
このように、配線層20上にニッケルからなる金属層42を設けることにより、ソルダーレジスト層30の開口部30xの内壁面と密着しない層が形成できる。そのため、バンプ40と配線層20との間に生じる応力(配線基板1の厚さ方向の応力)を緩和することができる。
又、金属層43として金層等を形成することにより、金属層43がバリア層として機能し、ニッケル層等である金属層42が金属層44及び45を形成する工程で腐食されることを防止できる。すなわち、金属層45を形成するためには、無電解めっき法により銅等からなる金属層44をシード層として形成する必要があるが、無電解めっき工程で下地のニッケル層等がむき出しのままだとニッケル等が腐食して界面強度が低下する。具体的には、金属層44の不要部をエッチングで除去する工程等で、ニッケル等が溶解する。金層は、金属層44の不要部をエッチングで除去する工程等において不活性であるため、ニッケル層等の腐食を抑制するバリア層となる。
なお、無電解金めっきは膜質が悪いため、薄いと金層がバリア層として機能せず厚く形成する必要があるが、金は非常にコストが高い。そこで、金属層42と金属層43との間にパラジウムからなる金属層を設け、パラジウム層と金層との2層構造のバリア層を形成し、コストを抑えることが好ましい。
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
1、1A 配線基板
10 絶縁層
20 配線層
30 ソルダーレジスト層
30x 開口部
40、40A バンプ
41、41A 突起金属層
41x 切り欠き
42、43、44、45 金属層
48 表面金属層

Claims (9)

  1. 配線層と、
    前記配線層を被覆する絶縁層と、
    前記絶縁層の上面から突起する突起電極と、を有し、
    前記突起電極は、前記絶縁層に形成された開口部内に露出する前記配線層と接続され、前記絶縁層の上面から突起すると共に前記開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する突起金属層と、
    前記突起金属層の表面を被覆する表面金属層と、を備え、
    前記開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する前記突起金属層には、外周面から内方に窪んで前記突起金属層の底面と前記絶縁層の上面との間に空間を形成する切り欠きが設けられ、
    前記空間は、前記開口部側から前記突起金属層の外周面側に向かうに従って高さが拡大し、
    前記表面金属層は、前記突起金属層よりも低融点の金属で形成され、前記絶縁層の上面と接しないように形成されている配線基板。
  2. 前記表面金属層は、前記突起金属層の上面及び外周面を被覆し、前記切り欠き内には延在しないように形成されている請求項1に記載の配線基板。
  3. 前記突起金属層の上面は、凸状に湾曲している請求項1又は2に記載の配線基板。
  4. 前記突起金属層は、前記開口部の周囲に位置する前記絶縁層の上面、前記開口部の内壁面、及び前記開口部内に露出する前記配線層の上面を被覆する第1金属層と、
    前記第1金属層上に形成されて前記絶縁層の上面から突起する第2金属層と、を有し、
    前記絶縁層の上面から前記切り欠きの最高部までの高さは、前記第1金属層の厚さよりも高い請求項1乃至3の何れか一項に記載の配線基板。
  5. 前記配線層と前記第1金属層との間にニッケル層を設けた請求項4に記載の配線基板。
  6. 前記ニッケル層上に、前記ニッケル層の腐食を防止するバリア層を設けた請求項5に記載の配線基板。
  7. 配線層を被覆する絶縁層を形成し、前記絶縁層に前記配線層の上面を露出する第1開口部を形成する工程と、
    前記絶縁層上に、前記第1開口部及び前記第1開口部の周囲を露出する第2開口部を備えたレジスト層を形成する工程と、
    前記第2開口部内に露出する前記配線層上に、前記配線層と接続され前記絶縁層の上面から突起すると共に前記第1開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する突起金属層を形成する工程と、
    前記第2開口部内に露出する前記突起金属層の上面を被覆する表面金属層を形成する工程と、
    前記レジスト層を除去する工程と、
    前記表面金属層を溶融後凝固させ、前記表面金属層を前記突起金属層の上面から外周面に濡れ広がらせる工程と、を有し、
    前記第1開口部の周囲の前記絶縁層の上面上に延在する前記突起金属層には、外周面から内方に窪んで前記突起金属層の底面と前記絶縁層の上面との間に空間を形成する切り欠きが設けられ、
    前記空間は、前記第1開口部側から前記突起金属層の外周面側に向かうに従って高さが拡大し、
    前記表面金属層は、前記突起金属層よりも低融点の金属で形成され、前記絶縁層の上面と接しないように形成される配線基板の製造方法。
  8. 前記レジスト層を形成する工程では、前記第2開口部の内壁面の下方に、前記切り欠きに対応する裾引き形状を形成する請求項7に記載の配線基板の製造方法。
  9. 前記レジスト層を除去する工程の後に、前記突起金属層の前記絶縁層の上面側を選択的にエッチングして前記切り欠きを形成する請求項7に記載の配線基板の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110660896A (zh) * 2019-10-24 2020-01-07 侯立东 一种led封装结构及其封装方法
CN112242222A (zh) * 2019-07-18 2021-01-19 株式会社村田制作所 基体

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109729639B (zh) * 2018-12-24 2020-11-20 奥特斯科技(重庆)有限公司 在无芯基板上包括柱体的部件承载件
JP2021093417A (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 イビデン株式会社 プリント配線板、及び、プリント配線板の製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005015966A1 (ja) * 2003-08-12 2005-02-17 Fujikura Ltd. プリント配線板およびその製造方法
JP2005327816A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2006269712A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置の製造方法
US20070063302A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-22 Intel Corporation Electronic assembly that includes pads having a bowl shaped upper section
WO2009031586A1 (ja) * 2007-09-06 2009-03-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. 回路基板及び回路基板の製造方法
JP2013093404A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板及びその製造方法
JP2013115244A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Kyocera Corp 電子部品搭載用基板および電子装置ならびに電子部品搭載用基板の製造方法
JP2014103295A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及びその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI254995B (en) 2004-01-30 2006-05-11 Phoenix Prec Technology Corp Presolder structure formed on semiconductor package substrate and method for fabricating the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005015966A1 (ja) * 2003-08-12 2005-02-17 Fujikura Ltd. プリント配線板およびその製造方法
JP2005327816A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2006269712A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置の製造方法
US20070063302A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-22 Intel Corporation Electronic assembly that includes pads having a bowl shaped upper section
WO2009031586A1 (ja) * 2007-09-06 2009-03-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. 回路基板及び回路基板の製造方法
JP2013093404A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 配線基板及びその製造方法
JP2013115244A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Kyocera Corp 電子部品搭載用基板および電子装置ならびに電子部品搭載用基板の製造方法
JP2014103295A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112242222A (zh) * 2019-07-18 2021-01-19 株式会社村田制作所 基体
JP2021019043A (ja) * 2019-07-18 2021-02-15 株式会社村田製作所 基体
CN112242222B (zh) * 2019-07-18 2022-11-29 株式会社村田制作所 基体
US11694839B2 (en) 2019-07-18 2023-07-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Base configured as an electronic component or a circuit board
CN110660896A (zh) * 2019-10-24 2020-01-07 侯立东 一种led封装结构及其封装方法
CN110660896B (zh) * 2019-10-24 2020-11-24 福建龙业光电科技有限公司 一种led封装结构及其封装方法

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