JP2019102790A - プリント回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】層間接合力に優れたプリント回路基板を提供する。【解決手段】下面に第１金属パッド１１０が埋め込まれた第１絶縁層１００と、第１絶縁層１００を貫通して第１金属パッド１１０の上部に形成される金属バンプ１２０と、第１絶縁層上に積層され、下面に第２金属パッド２１０が埋め込まれた第２絶縁層２００と、を含む。第２金属パッド２１０の下面は、第２絶縁層２００の下面よりも陥没している。金属バンプ１２０の上面は、第２金属パッド２１０の下面と接触している。金属バンプ１２０は、第１金属パッド上に形成される金属ビア１２１と、金属ビア上に形成される低融点金属層１２２と、を含み、低融点金属層１２２は、第２金属パッド２１０の下面と接触する。【選択図】図１

Description

本発明は、プリント回路基板（ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）に関する。

ＬＴＥサービスが本格的に施行されることにより、ＡＰ、デュープレックス、ＲＦスィッチ等がモジュール化された複合通信モジュールが開発されている。また、ＩｏＴ技術発展により、複合通信モジュールはセンサーとも結合している。複合通信モジュールに用いられる基板は、コアレス（ｃｏｒｅｌｅｓｓ）形態になることができ、コアレス基板の場合は、キャリアを用いた順次積層方式により多層基板を製造することができ、単一基板を個別に製造した後に一括に圧着する方式によっても製造することができる。

韓国登録特許第１０−０７３４２３４号公報

本発明は、層間接合力に優れたプリント回路基板を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、下面に金属パッドが埋め込まれた絶縁層と、上記絶縁層を貫通して上記金属パッドの上部に形成される金属ビアと、上記金属ビアの上部に形成され、上記金属ビアの溶融点よりも低い溶融点を有する低融点金属層と、を含み、上記金属パッドの下面は上記絶縁層の下面よりも陥没しているプリント回路基板が提供される。

本発明の他の側面によれば、下面に第１金属パッドが埋め込まれた第１絶縁層と、上記第１絶縁層を貫通して上記第１金属パッドの上部に形成される金属バンプと、上記第１絶縁層上に積層され、下面に第２金属パッドが埋め込まれた第２絶縁層と、を含み、上記第２金属パッドの下面は、上記第２絶縁層の下面よりも陥没しており、上記金属バンプの上面は上記第２金属パッドの下面と接触するプリント回路基板が提供される。

本発明のまた他の側面によれば、第１金属パッドが内部に埋め込まれた第１絶縁層と、上記第１絶縁層を貫通して上記第１金属パッドの上部に形成される金属バンプと、上記第１絶縁層上に積層され、内部に第２金属パッドが埋め込まれた第２絶縁層と、を含み、上記金属バンプは、上記第２絶縁層を貫通し、上記金属バンプの上面は、上記第２金属パッドの下面と接触するプリント回路基板が提供される。

本発明の実施例に係るプリント回路基板を示す図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板を示す図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を説明するための図である。

本発明に係るプリント回路基板の実施例を添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一または対応する構成要素には同一の図面符号を付し、これに対する重複説明を省略する。

また、以下で使用する「第１」、「第２」等の用語は、同一または対応する構成要素を区別するための識別記号に過ぎず、同一または対応する構成要素が第１、第２等の用語により限定されることはない。

また、「結合」とは、各構成要素間の接触関係において、各構成要素が物理的に直接接触する場合のみを意味するものではなく、他の構成が各構成要素の間に介在され、該他の構成に、構成要素がそれぞれ接触している場合まで包括する概念として使用する。

図１は、本発明の実施例に係るプリント回路基板を示す図であり、図２は、本発明の実施例に係るプリント回路基板を示す図であり、図３から図１０は、本発明の実施例に係るプリント回路基板の製造方法を示す図である。

先ず、図９を参照すると、本発明の実施例に係るプリント回路基板は、絶縁層１００と、金属パッド１１０と、金属バンプ１２０と、を含む。この単一のプリント回路基板を一括積層することにより、図１または図２に示す多層プリント回路基板を製造することができる。

絶縁層１００は、樹脂等の絶縁物質で組成される資材であって、板状である。絶縁層１００の樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の様々な素材を用いることができ、具体的にエポキシ樹脂またはポリイミドなどが挙げられる。ここで、エポキシ樹脂には、例えば、ナフタレン系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、環型脂肪族系エポキシ樹脂、シリコン系エポキシ樹脂、窒素系エポキシ樹脂、リン系エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されない。

絶縁層１００は補強材を含むことができ、補強材としては、ガラス繊維（ｇｌａｓｓ ｃｌｏｔｈ）、シリカ等の無機フィラー（ｆｉｌｌｅｒ）等を用いることができる。

絶縁層１００は、ガラス繊維が含有されたプリプレグ（Ｐｒｅｐｒｅｇと、ＰＰＧ） または無機フィラーが含有されたビルドアップフィルム（ｂｕｉｌｄ ｕｐ ｆｉｌｍ）であってもよい。このビルドアップフィルムとしては、ＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｆｉｌｍ）等を用いることができる。

その他にも、絶縁層１００は、誘電定数（Ｄｋ）及び誘電正接（Ｄｆ）の低い材料、例えば、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰＥ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｅｔｈｅｒ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＦＡ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ）等で形成することができる。

一方、絶縁層１００は、ＰＩＤ（ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）等の感光性材料で形成することができる。

金属パッド１１０は、絶縁層１００の下面に埋め込まれ、後述する回路１３０に接続する端子である。ここで、「下面に埋め込まれる」とは、金属パッド１１０の下面が絶縁層１００の下面から露出するように絶縁層１００に挿入された形態を意味する。すなわち、金属パッド１１０は、絶縁層１００内に挿入されるが、金属パッド１１０の下面は露出するということである。

金属パッド１１０は、電気伝導特性を考慮して、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ） などの金属またはこれらの合金で形成可能である。

金属パッド１１０の下面は、絶縁層１００の下面よりも陥没している。すなわち、金属パッド１１０の下面が絶縁層１００の下面に比べて、絶縁層１００の内部側に位置しており、金属パッド１１０の下面と絶縁層１００の下面との間に段差が形成され、金属パッド１１０の下面と絶縁層１００とで取り囲まれる所定の空間が形成される。この空間は、陥没空間またはリセス（ｒｅｃｅｓｓ）と称することもある。

金属パッド１１０の下面は、粗度（Ｒａ）がほとんどない低粗度または無粗度状態であってもよい。例えば、金属パッド１１０の下面の粗度（Ｒａ）は、０．１よりも小さいことが可能である。

回路１３０は、金属パッド１１０に物理的、電気的に接続されるものであって、電気信号を伝達するために設計されたデザイン通りパターン化されており、回路１３０が電気信号を伝達する線路となり、金属パッド１１０が線路の端子となり、金属パッド１１０の幅（面積）は、回路１３０の幅（面積）よりも大きく形成されることができる。

回路１３０も絶縁層１００の下面に埋め込まれ、回路１３０の下面は、絶縁層１００の下面よりも陥没しており、回路１３０の下面に陥没空間またはリセス１１１が形成される。

回路１３０も電気伝導特性を考慮して、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等の金属またはこれらの合金で形成可能である。

金属バンプ１２０は、絶縁層１００を貫通し、金属パッド１１０の上部に形成される。金属バンプ１２０は、金属パッド１１０の上部に位置するように、絶縁層１００に形成された開口部を金属物質で充填することにより形成可能である。金属バンプ１２０は、円柱、多角柱などの柱状に形成することができる。金属バンプ１２０の下面は、金属パッド１１０の上面に接触し、金属バンプ１２０の上端は絶縁層１００の上面よりも突出することができる。

金属バンプ１２０は、２層に形成されることができる。すなわち、金属バンプ１２０は、金属ビア１２１と低融点金属層１２２とで形成することができる。金属ビア１２１の溶融点は、低融点金属層１２２の溶融点よりも高い。

金属ビア１２１は、低融点金属層１２２に比べて相対的に高融点を有する金属で形成され、例えば、銅（Ｃｕ）で形成されることができる。金属ビア１２１は、金属バンプ１２０の大部分を占めることができる。金属ビア１２１はメッキ等の方式により形成可能である。

低融点金属層１２２は、金属ビア１２１の上部に形成され、相対的に低融点を有する金属で形成され、例えば、錫（Ｓｎ）で形成することができる。低融点金属層１２２は、メッキ等の方式により形成可能である。

金属ビア１２１は、金属バンプ１２０の大部分を占め、低融点金属層１２２は、金属ビア１２１の上部に、相対的に小さい体積を有するように形成できる。この場合、低融点金属層１２２の厚さは、金属ビア１２１の厚さより小さくてもよい。

一方、低融点金属層１２２は、絶縁層１００の上面よりも突出することができる。金属ビア１２１の上面は絶縁層１００の上面と一致するか、絶縁層１００の上面よりも下に位置することが可能であるが、この形態に制限されることはない。

金属バンプ１２０の上面、特に低融点金属層１２２の上面は、粗度（Ｒａ）がほとんどない低粗度または無粗度状態であることが可能である。例えば、低融点金属層１２２の上面の粗度（Ｒａ）は、０．１より小さくてもよい。

図９に示すように、一括積層する前の単一のプリント回路基板では、低融点金属層１２２の横断面積と金属ビア１２１の横断面積とが実質的に同じであってもよい。

図１を参照すると、本発明の実施例に係るプリント回路基板は、上下に積層された複数の絶縁層１００、２００、３００、…を含み、以下では、上記複数の絶縁層のうち、互いに隣接する２つの絶縁層１００、２００について説明する。以下で説明する特徴は、複数の絶縁層で形成されたプリント回路基板において、複数の絶縁層の全てに適用でき、また複数の絶縁層のうちの一部にも適用できる。

本発明の実施例に係るプリント回路基板は、第１絶縁層１００と、第１金属パッド１１０と、金属バンプ１２０と、第２絶縁層２００と、第２金属パッド２１０と、を含む。

第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、樹脂等の絶縁物質で組成される資材であって、板状である。第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００の樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの様々な素材を用いることができ、具体的にエポキシ樹脂またはポリイミドなどが挙げられる。ここで、エポキシ樹脂には、例えば、ナフタレン系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、環型脂肪族系エポキシ樹脂、シリコン系エポキシ樹脂、窒素系エポキシ樹脂、リン系エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されない。

第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、補強材を含むことができ、補強材には、ガラス繊維（ｇｌａｓｓ ｃｌｏｔｈ）、シリカなどの無機フィラー（ｆｉｌｌｅｒ）などが挙げられる。

これら以外にも、第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、誘電定数（Ｄｋ）及び誘電正接（Ｄｆ）の低い材料、例えば、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰＥ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｅｔｈｅｒ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＦＡ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ）等で形成することができる。

一方、第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、ＰＩＤ（ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）等の感光性材料で形成することができる。

第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、互いに同一または異なる種類で形成可能である。

第１絶縁層１００の下面には、第１金属パッド１１０が埋め込まれ、第２絶縁層２００の下面には、第２金属パッド２１０が埋め込まれる。

第１金属パッド１１０の下面は、第１絶縁層１００の下面よりも陥没している。すなわち、第１金属パッド１１０の下面が第１絶縁層１００の下面に比べて第１絶縁層１００の内部側に位置し、第１金属パッド１１０の下面と第１絶縁層１００の下面との間に段差が形成され、第１金属パッド１１０の下面と第１絶縁層１００とで取り囲まれる陥没空間またはリセス１１１が形成される。

第２金属パッド２１０の下面は、第２絶縁層２００の下面よりも陥没している。すなわち、第２金属パッド２１０の下面が第２絶縁層２００の下面に比べて第２絶縁層２００の内部側に位置し、第２金属パッド２１０の下面と第２絶縁層２００の下面との間に段差が形成され、第２金属パッド２１０の下面と第２絶縁層２００とで取り囲まれる陥没空間またはリセス２１１が形成される。

第１金属パッド１１０及び第２金属パッド２１０は、電気伝導特性を考慮して、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）などの金属またはこれらの合金で形成することができる。

第１金属パッド１１０及び第２金属パッド２１０の下面は、粗度（Ｒａ）がほとんどない低粗度または無粗度状態であることが可能である。例えば、第１金属パッド１１０及び第２金属パッド２１０の下面の粗度（Ｒａ）は、０．１より小さくてもよい。

金属バンプ１２０は、第１絶縁層１００を貫通し、第１金属パッド１１０の上部に形成される。金属バンプ１２０は、第１金属パッド１１０の上部に位置するように、第１絶縁層１００に形成された開口部を金属物質で充填することにより形成可能である。金属バンプ１２０は、円柱、多角柱などの柱状に形成されることができる。

金属バンプ１２０は、２層に形成されることができる。すなわち、金属バンプ１２０は、金属ビア１２１と低融点金属層１２２とで形成されることができる。金属ビア１２１の溶融点は、低融点金属層１２２の溶融点よりも高い。

金属ビア１２１は、低融点金属層１２２に比べて相対的に高融点を有する金属で形成され、例えば、銅（Ｃｕ）で形成可能である。金属ビア１２１は、金属バンプ１２０の大部分を占めることができる。金属ビア１２１は、メッキなどの方式により形成可能である。

低融点金属層１２２は、金属ビア１２１の上部に形成され、相対的に低融点を有する金属で形成されるが、例えば、錫（Ｓｎ）で形成可能である。低融点金属層１２２は、メッキなどの方式により形成可能である。

金属ビア１２１は、金属バンプ１２０の大部分を占め、低融点金属層１２２は、金属ビア１２１の上部に、相対的に小さい体積を有するように形成できる。この場合、低融点金属層１２２の厚さは、金属ビア１２１の厚さより小さくてもよい。

金属バンプ１２０の上面は、第２金属パッド２１０の下面と接触し、第２金属パッド２１０の下面が第２絶縁層２００の下面よりも陥没しているので、金属バンプ１２０の上面が第２絶縁層２００の下面よりも上側に位置する。この場合、金属バンプ１２０の上面は、第２金属パッド２１０の下面と接触し、特に、低融点金属層１２２の上面が第２金属パッド２１０の下面と接触する。

金属バンプ１２０と第２金属パッド２１０とが接触する面積は、第２金属パッド２１０の下面の面積よりも小さい。特に、低融点金属層１２２と第２金属パッド２１０とが接触する面積は、第２金属パッド２１０の下面の面積よりも小さい。この場合、第２金属パッド２１０の下面において低融点金属層１２２と接触しない領域は、第１絶縁層１００と接触する。これは、単一の基板が一括積層される場合、下側に位置する第１絶縁層１００が陥没空間またはリセス２１１に流動した結果であり得る。

一方、低融点金属層１２２は、一括積層のとき、流動して横に広がることができ、一括積層の前の面積よりも一括積層の後の面積が大きくなる。すなわち、図９に示すように、一括積層される前の単一のプリント回路基板では、低融点金属層１２２の横断面積と金属ビア１２１の横断面積とが実質的に同じであっても、一括積層の後には、低融点金属層１２２の横断面積が金属ビア１２１の横断面積よりも大きくなることができる。

この場合にも、低融点金属層１２２は、第２金属パッド２１０の下面のすべてをカバーせず、第２金属パッド２１０の下面の一部のみをカバーし、第２金属パッド２１０の下面のその他の部分は第１絶縁層１００によりカバーされ得る。

第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２とが互いに仮付けされた状態で高温の環境で加圧して一括積層すると、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間にＩＭＣ（ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ、金属間化合物）化が起こり、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間に、Ｃｕ_３ＳｎまたはＣｕ_６Ｓｎなどの層が形成されることがある。特に、低融点金属層１２２の溶融点よりも高い温度で加圧して一括積層すると、低融点金属層１２２は溶融され、金属ビア１２１は溶融されない状態で、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間にＩＭＣ化が起こることになり、低融点金属層１２２の溶融点よりも低い温度でも高圧の環境を適切に提供する場合、低融点金属層１２２は溶融され、金属ビア１２１は溶融されない状態で第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間にＩＭＣ化が起こることができる。後者の場合、ボイド（ｖｏｉｄ）が発生しないことがある。

また、金属バンプ１２０の上面、特に低融点金属層１２２の上面は、粗度（Ｒａ）がほとんどない低粗度または無粗度状態であることができる。例えば、低融点金属層１２２の上面の粗度（Ｒａ）は、０．１よりも小さくてもよい。第２金属パッド２１０の下面と低融点金属層１２２の上面の粗度が小さい場合、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との接合のとき、精密なＩＭＣが形成されてボイドの発生を低減することができる。結果的に、層間接合力及び接合信頼性を向上することができる。

このような金属バンプ２２０は、第２絶縁層２００内の第２金属パッド２１０の上部にも形成され、第２絶縁層２００上に積層された第３絶縁層３００の第３金属パッド３１０と結合することができる。すなわち、金属バンプと金属パッドとの間の有機的結合関係が複数の絶縁層にわたって繰り返して形成されることができる。

一方、最上層に位置した絶縁層上には、回路パターン層Ｐを形成できる。回路パターン層Ｐの表面の一部には、金、ニッケル等の金属で形成された表面処理層を形成することができる。また、図面には示されていないが、最上層及び最下層に位置した絶縁層１００には、ソルダーレジストが塗布されることが可能である。

図２を参照すると、本発明の実施例に係るプリント回路基板は、上下に積層された複数の絶縁層１００、２００、３００、…を含み、以下では、上記複数の絶縁層のうち、互いに隣接する２つの絶縁層１００、２００について説明する。以下で説明する特徴は、複数の絶縁層で形成されたプリント回路基板において、複数の絶縁層のすべてに適用でき、複数の絶縁層のうちの一部にも適用できる。

本発明の実施例に係るプリント回路基板は、第１絶縁層１００と、第１金属パッド１１０と、金属バンプ１２０と、第２絶縁層２００と、第２金属パッド２１０と、を含む。

第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、樹脂等の絶縁物質で組成される資材であって、板状である。第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００の樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などの様々な素材を用いることができ、具体的にエポキシ樹脂またはポリイミドなどが挙げられる。ここで、エポキシ樹脂には、例えば、ナフタレン系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、環型脂肪族系エポキシ樹脂、シリコン系エポキシ樹脂、窒素系エポキシ樹脂、リン系エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されない。

第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、補強材を含むことができ、補強材には、ガラス繊維（ｇｌａｓｓ ｃｌｏｔｈ）、シリカなどの無機フィラー（ｆｉｌｌｅｒ）などが挙げられる。

これら以外にも、第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、誘電定数（Ｄｋ）及び誘電正接（Ｄｆ）の低い材料、例えば、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰＥ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｅｔｈｅｒ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＦＡ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ）等で形成可能である。

一方、第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、ＰＩＤ（ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）等の感光性材料で形成することができる。

第１絶縁層１００及び第２絶縁層２００は、互いに同一または異なる種類で形成可能である。

第１絶縁層１００の内部には、第１金属パッド１１０が埋め込まれ、第２絶縁層２００の内部には、第２金属パッド２１０が埋め込まれる。

ここで、絶縁層１００の「内部」に金属パッド１１０が埋め込まれるので、金属パッド１１０の上下面が絶縁層１００の上下面から露出しない。上述の実施例（図１参照）では、絶縁層１００の「下面」に金属パッド１１０が埋め込まれるので、金属パッド１１０の下面が絶縁層１００の下面から露出するが、本実施例では、金属パッド１１０の上下面が絶縁層１００の内部に位置するので、露出しない。

第１金属パッド１１０及び第２金属パッド２１０は、電気伝導特性を考慮して銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等の金属またはこれらの合金で形成することができる。

第１金属パッド１１０及び第２金属パッド２１０の下面は、粗度（Ｒａ）がほとんどない低粗度または無粗度状態であることが可能である。例えば、第１金属パッド１１０及び第２金属パッド２１０の下面の粗度（Ｒａ）は、０．１より小さいことが可能である。

金属バンプ１２０は、第１絶縁層１００を貫通し、第１金属パッド１１０の上部に形成される。金属バンプ１２０が第１金属パッド１１０の上部に位置するように、第１絶縁層１００に形成された開口部を金属物質で充填することができる。金属バンプ１２０は、円柱、多角柱等の柱状に形成されることができる。

金属バンプ１２０の下面は、第１金属パッド１１０の上面に接触し、金属バンプ１２０の上端が第１絶縁層１００の上面よりも突出することができる。

金属バンプ１２０の上端は、第２絶縁層２００を貫通して、金属バンプ１２０の上面が第２金属パッド２１０の下面に接触する。

金属バンプ１２０は、２層に形成されることができる。すなわち、金属バンプ１２０は、金属ビア１２１と低融点金属層１２２とで形成されることができる。金属ビア１２１の溶融点は、低融点金属層１２２の溶融点よりも高い。

金属ビア１２１は、低融点金属層１２２に比べて相対的に高融点を有する金属で形成され、例えば、銅（Ｃｕ）で形成可能である。金属ビア１２１は、金属バンプ１２０の大部分を占めることができる。金属ビア１２１は、メッキなどの方式により形成可能である。

低融点金属層１２２は、金属ビア１２１の上部に形成され、相対的に低融点を有する金属で形成されるが、例えば、錫（Ｓｎ）で形成可能である。低融点金属層１２２は、メッキなどの方式により形成可能である。

金属ビア１２１は、金属バンプ１２０の大部分を占め、低融点金属層１２２は、金属ビア１２１の上部に、相対的に小さい体積を有して形成されることができる。この場合、低融点金属層１２２の厚さは、金属ビア１２１の厚さより小さくてもよい。

金属バンプ１２０と第２金属パッド２１０とが接触する面積は、第２金属パッド２１０の下面の面積よりも小さい。特に、低融点金属層１２２と第２金属パッド２１０とが接触する面積は、第２金属パッド２１０の下面の面積よりも小さい。この場合、第２金属パッド２１０の下面において低融点金属層１２２と接触しない領域は、第２絶縁層２００と接触する。これは、単一の基板が一括積層される場合、下側に位置する第２絶縁層２００が陥没空間またはリセスに流動した結果であり得る。

一方、低融点金属層１２２は、一括積層のとき、流動して横に広がることができ、一括積層の前の面積よりも一括積層の後の面積が大きくなる。すなわち、図９に示すように、一括積層される前の単一のプリント回路基板では、低融点金属層１２２の横断面積と金属ビア１２１の横断面積とは実質的に同じであっても、一括積層の後には、低融点金属層１２２の横断面積が金属ビア１２１の横断面積よりも大きくなることができる。

この場合にも、低融点金属層１２２は、第２金属パッド２１０の下面のすべてをカバーせず、第２金属パッド２１０の下面の一部のみをカバーし、第２金属パッド２１０の下面のその他の部分は第２絶縁層２００によりカバーされ得る。

第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２とが互いに仮付けされた状態で高温の環境で加圧して一括積層すると、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間にＩＭＣ（ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ、金属間化合物）化が起こり、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間に、Ｃｕ_３ＳｎまたはＣｕ_６Ｓｎ等の層が形成されることがある。特に、低融点金属層１２２の溶融点よりも高い温度で加圧して一括積層すると、低融点金属層１２２は溶融され、金属ビア１２１は溶融されない状態で、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間にＩＭＣ化が起こることになり、低融点金属層１２２の溶融点よりも低い温度でも高圧の環境を適切に提供する場合、低融点金属層１２２は溶融され、金属ビア１２１は溶融されない状態で第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との間にＩＭＣ化が起こることができる。後者の場合、ボイドが発生しないことがある。

また、金属バンプ１２０の上面、特に低融点金属層１２２の上面は、粗度（Ｒａ）がほとんどない低粗度または無粗度状態であることができる。例えば、低融点金属層１２２の上面の粗度（Ｒａ）は、０．１より小さいことが可能である。第２金属パッド２１０の下面と低融点金属層１２２の上面の粗度が小さい場合、第２金属パッド２１０と低融点金属層１２２との接合のとき、精密なＩＭＣが形成され、ボイド（ｖｏｉｄ）の発生を低減できる。結果的に、層間接合力及び接合信頼性を向上することができる。

このような金属バンプ２２０は、第２絶縁層２００内の第２金属パッド２１０の上部にも形成され、第２絶縁層２００上に積層された第３絶縁層３００の第３金属パッド３１０と結合することができる。すなわち、金属バンプと金属パッドとの間の有機的結合関係が複数の絶縁層にわたって繰り返して形成されることができる。

一方、最上層に位置した絶縁層１００上には、回路パターン層Ｐを形成することができる。回路パターン層Ｐの表面の一部には、金、ニッケル等の金属で形成された表面処理層を形成することができる。また、図面には示されていないが、最上層及び最下層に位置した絶縁層１００には、ソルダーレジストが塗布されることが可能である。

以上のプリント回路基板について、図３から図１０を参照してその製造方法を説明する。

図３を参照すると、キャリアＣを準備する。キャリアＣは、キャリア部材Ｃ１とキャリア金属箔Ｃ２とで形成される。キャリア金属箔Ｃ２は、シード金属層を含む。

図４を参照すると、キャリアＣ上に回路１３０及び金属パッド１１０が形成される。回路１３０及び金属パッド１１０は、キャリアＣのシード金属層Ｃ２上に形成され、電解メッキ方式により形成可能である。回路１３０及び金属パッド１１０は、シード金属層Ｃ２と同じ金属で形成されることができる。

図５を参照すると、絶縁層１００が形成され、絶縁層１００に開口部１００'が形成される。絶縁層１００が感光性である場合、開口部１００'は、フォトリソグラフィ工程により形成可能であるが、これに制限されない。

図６を参照すると、開口部１００'内に金属ビア１２１が形成される。金属ビア１２１は、メッキ方式により形成可能である。

図７を参照すると、金属ビア１２１上に低融点金属層１２２が形成されて、金属バンプ１２０が形成される。低融点金属層１２２は、メッキ方式により形成可能であり、絶縁層１００よりも突出する。

図８を参照すると、絶縁層１００がキャリアＣから分離され、キャリアＣのシード金属層Ｃ２は、絶縁層１００に残留することになる。

図９を参照すると、シード金属層Ｃ２が除去されるが、シード金属層Ｃ２はエッチングなどの方法により除去できる。特に、シード金属層Ｃ２と回路１３０及び金属パッド１１０が同じ金属で形成された場合、シード金属層Ｃ２がエッチングで除去されることにより、回路１３０及び金属パッド１１０の下面の一部がともに除去されることがあり、結果的に回路１３０及び金属パッド１１０の下面に陥没空間またはリセス１１１が形成される。一連の過程により形成される単層のプリント回路基板は、複数形成されることができる。

図１０を参照すると、複数の単層のプリント回路基板が仮付けされ、高温の環境で加圧して一括積層方式により多層のプリント回路基板を製造することができる。ここで、隣接する２つの絶縁層１００、２００のうち、下に位置する絶縁層１００が陥没空間またはリセス２１１に流動すると、図１を参照して説明した多層のプリント回路基板となり、隣接する２つの絶縁層１００、２００のうち、上に位置する絶縁層２００が陥没空間またはリセス２１１に流動すると、図２を参照して説明した多層のプリント回路基板となる。

一方、図１０に示すように、最上層に位置した絶縁層上には別途の回路パターン層Ｐを仮付けし、ともに一括積層することができる。この場合、回路パターン層Ｐを含む金属層が仮付けされた後に、回路パターン層Ｐ以外の不要な金属層部分を除去する方式を用いることができる。

また、一括積層のときに提供する高温の環境は、金属バンプ１２０の低融点金属層１２２の溶融点よりも高い温度はもちろん低い温度であってもよい。特に、低融点金属層１２２の溶融点よりも低い温度で適切な高圧の環境を提供する場合、低融点金属層１２２と金属パッド１１０との間にＩＭＣが充分に形成され、さらにＩＭＣの内部にボイド（ｖｏｉｄ）が発生しないことになる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲に記載した本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加などにより本発明を多様に修正及び変更することができ、これも本発明の権利範囲内に含まれるものといえよう。

１００ 第１絶縁層
１１０ 第１金属パッド
１１１ 陥没空間
１２０ 金属バンプ
１２１ 金属ビア
１２２ 低融点金属層
１３０ 回路
２００ 第２絶縁層
２１０ 第２金属パッド
２１１ 陥没空間
２２０ 金属バンプ
２２１ 金属ビア
２２２ 低融点金属層
２３０ 回路
Ｐ 回路層
Ｃ１ キャリア部材
Ｃ２ キャリア金属箔

Claims (19)

1. 下面に金属パッドが埋め込まれた絶縁層と、
   前記絶縁層を貫通して前記金属パッドの上部に形成される金属ビアと、
   前記金属ビアの上部に形成され、前記金属ビアの溶融点よりも低い溶融点を有する低融点金属層と、を含み、
   前記金属パッドの下面は、前記絶縁層の下面よりも陥没しているプリント回路基板。
2. 前記低融点金属層は、前記絶縁層の上面よりも突出する請求項１に記載のプリント回路基板。
3. 前記絶縁層の下面には、前記金属パッドに接続する回路が埋め込まれており、
   前記回路の下面は、前記絶縁層の下面よりも陥没している請求項１または２に記載のプリント回路基板。
4. 前記絶縁層は、感光性である請求項１から３いずれか一項に記載のプリント回路基板。
5. 前記金属パッドの下面及び前記低融点金属層の上面の粗度（Ｒａ）は、０．１未満である請求項１から４いずれか一項に記載のプリント回路基板。
6. 下面に第１金属パッドが埋め込まれた第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層を貫通して前記第１金属パッドの上部に形成される金属バンプと、
   前記第１絶縁層上に積層され、下面に第２金属パッドが埋め込まれた第２絶縁層と、を含み、
   前記第２金属パッドの下面は、前記第２絶縁層の下面よりも陥没しており、
   前記金属バンプの上面は、前記第２金属パッドの下面と接触するプリント回路基板。
7. 前記金属バンプは、
   前記第１金属パッド上に形成される金属ビアと、
   前記金属ビア上に形成される低融点金属層と、を含み、
   前記低融点金属層は、前記第２金属パッドの下面と接触する請求項６に記載のプリント回路基板。
8. 前記金属バンプと前記第２金属パッドとが接触する面積は、前記第２金属パッドの下面の面積よりも小さく、
   前記第２金属パッドの下面において前記低融点金属層と接触しない領域は、前記第１絶縁層と接触する請求項７に記載のプリント回路基板。
9. 前記低融点金属層の厚さは、前記金属ビアの厚さより小さい請求項７または８に記載のプリント回路基板。
10. 前記低融点金属層の横断面積は、前記金属ビアの横断面積よりも大きい請求項７から９いずれか一項に記載のプリント回路基板。
11. 前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、感光性である請求項６から１０いずれか一項に記載のプリント回路基板。
12. 前記第２金属パッドの下面及び前記金属バンプの上面の粗度（Ｒａ）は、０．１未満である請求項６から１０いずれか一項に記載のプリント回路基板。
13. 第１金属パッドが内部に埋め込まれた第１絶縁層と、
    前記第１絶縁層を貫通して前記第１金属パッドの上部に形成される金属バンプと、
    前記第１絶縁層上に積層され、内部に第２金属パッドが埋め込まれた第２絶縁層と、を含み、
    前記金属バンプは前記第２絶縁層を貫通し、前記金属バンプの上面は前記第２金属パッドの下面と接触するプリント回路基板。
14. 前記金属バンプと前記第２金属パッドが接触する面積は、前記第２金属パッドの下面の面積よりも小さい請求項１３に記載のプリント回路基板。
15. 前記金属バンプは、
    前記第１金属パッド上に形成される金属ビアと、
    前記金属ビア上に形成される低融点金属層と、を含み、
    前記低融点金属層は、前記第２金属パッドの下面と接触する請求項１３または１４に記載のプリント回路基板。
16. 前記低融点金属層の厚さは、前記金属ビアの厚さよりも小さい請求項１５に記載のプリント回路基板。
17. 前記低融点金属層の横断面積は、前記金属ビアの横断面積よりも大きい請求項１５または１６に記載のプリント回路基板。
18. 前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、感光性である請求項１３から１７いずれか一項に記載のプリント回路基板。
19. 前記第２金属パッドの下面及び前記金属バンプの上面の粗度（Ｒａ）は、０．１未満である請求項１３から１８いずれか一項に記載のプリント回路基板。

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