JP2021072337A - Manufacturing method of printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、めっきバンプを有するプリント配線板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board having plated bumps.
特許文献1は、めっき法を用いたバンプ形成を開示している。 Patent Document 1 discloses bump formation using a plating method.
図1は、本願発明の製造方法が対象とするプリント配線板の一実施形態の構成を示す断面図である。図1に示すプリント配線板10において、基部絶縁層12上のソルダーレジスト層16に形成され第1の開口16a内の第1の導体パッド14a上にCuからなるベースめっき層24を形成し、ベースめっき層24上にNiからなる中間層26を介してSnからなるトップめっき層28を形成してバンプ20を形成している。さらに、ソルダーレジスト層16に、バンプ形成用の第1の開口16a以外に第2の開口16bを形成し、第2の開口16b内の第2の導体パッド14b上にAuを含む下地層18を形成し、コンデンサなどのディスクリート部品を搭載するための部品搭載用パッド40を形成している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of a printed wiring board targeted by the manufacturing method of the present invention. In the printed
上述したプリント配線板10を製造する際、第1の導体パッド14a上には下地層18が存在せず、第2の導体パッド14b上にのみ下地層18が存在する。そのため、レーザーを用いて第2の開口16bを開口する場合、第2の開口16bの周辺のソルダーレジスト層16の表面に傷が付くなど外観不良を引き起こすリスクがある。
When the printed
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、基部絶縁層を形成することと、前記基部絶縁層上に導体層を形成することと、前記基部絶縁層上および前記導体層上にソルダーレジスト層を形成することと、前記ソルダーレジスト層に一部の導体層を露出させる第1の開口を形成することと、前記ソルダーレジスト層および前記第1の開口の上に、マスク層を形成することと、前記マスク層およびソルダーレジスト層を貫通し、一部の導体層を除く残りの導体層を露出させる第2の開口を形成することと、前記第2の開口内に前記導体層と異なる金属からなる下地層を形成することと、前記マスク層を除去することと、前記第1の開口内、前記第2の開口内および前記ソルダーレジスト層の上に、シード層を形成することと、前記第1の開口内にバンプを形成することと、前記シード層を除去することと、を含み、前記バンプを形成することは、前記第1の開口内に前記導体層と同じ金属でベースめっき層を形成することと、前記ベースめっき層上に中間層を介してトップめっき層を形成することと、前記トップめっき層をリフローして略半球状にすることと、を含む。 The method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention includes forming a base insulating layer, forming a conductor layer on the base insulating layer, and forming a solder resist layer on the base insulating layer and the conductor layer. Forming, forming a first opening in the solder resist layer to expose a part of the conductor layer, and forming a mask layer on the solder resist layer and the first opening. A second opening that penetrates the mask layer and the solder resist layer and exposes the remaining conductor layer except for a part of the conductor layer is formed, and the inside of the second opening is made of a metal different from the conductor layer. Forming a base layer, removing the mask layer, forming a seed layer in the first opening, in the second opening, and on the solder resist layer, and forming the first Including forming a bump in the opening of the above and removing the seed layer, forming the bump forms a base plating layer in the first opening with the same metal as the conductor layer. This includes forming a top plating layer on the base plating layer via an intermediate layer, and reflowing the top plating layer to make it substantially hemispherical.
<本発明のプリント配線板の製造方法によって製造されたプリント配線板について>
本発明のプリント配線板の製造方法に従って製造されたプリント配線板の一実施形態が、図面を参照して説明される。図1には、実施形態のプリント配線板10の一部が拡大して示されている。プリント配線板10は、コア基板(図示せず)の片面または両面に所定の回路パターンを有する導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるコア付き基板であってよい。コア基板の両面に導体層を形成する場合には、コア基板を介して対向する導体層同士は、スルーホール導体(図示せず)を介して接続されていてもよい。あるいは、プリント配線板10は、コア基板の代わりに支持板(図示せず)上で導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層した後、支持板を除去してなるコアレス基板であってもよい。いずれにせよ、プリント配線板10は、図1に示すように、少なくとも1層の樹脂絶縁層のうち最外に配置されたものである基部絶縁層12と、基部絶縁層12上に形成された、所定の回路パターンを有する導体層14と、基部絶縁層12および導体層14上に形成されたソルダーレジスト層16とを備えている。基部絶縁層12の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に設けられている場合が多いが、図では省略されている。しかし、プリント配線板10は、1層の基部絶縁層12と1層の導体層14とからなるものでもよい。
<About the printed wiring board manufactured by the method for manufacturing the printed wiring board of the present invention>
An embodiment of a printed wiring board manufactured according to the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a part of the printed
基部絶縁層12は、例えばシリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含む樹脂組成物等で構成することができる。導体層14は導電性金属、例えば銅を主成分とする金属で形成される。
The
ソルダーレジスト層16は、導体層14の一部を第1の導体パッド14aとして露出させる第1の開口16aと、導体層14のさらに他の一部を第2の導体パッド14bとして露出させる第2の開口16bとを有している。
The
第1の導体パッド14a上には第1のバンプ20が形成されている。第1のバンプ20は第1の導体パッド14a上に下地層を介さず直接形成されている。第1のバンプ20は、第1の開口16a内に形成された例えば銅からなるシード層36と、シード層36の上に形成されたベースめっき層24と、ベースめっき層24上に例えばニッケルからなる中間層26を介して形成された略半球状のトップめっき層28とを有する。
A
ベースめっき層24は、導体層14と同種の導電性金属、例えば銅を主成分とする金属から形成されている。ベースめっき層24は、ソルダーレジスト層16の表面(基部絶縁層12とは反対側の面)を超える高さまで形成する。これにより第1のバンプ20が第1の開口16a内に安定して保持される。ソルダーレジスト層16の表面からベースめっき層24の上端面24aまでの高さB1は3μm〜15μmの範囲内とすることが好ましい。
The
トップめっき層28は、ベースめっき層24よりも融点が低く、リフロー処理により溶融して図1示すような略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。トップめっき層28の厚み(第1のバンプ20の外周面においてトップめっき層28の下端からトップめっき層の頂部までの垂直方向の距離A1)は20μm〜40μmの範囲とすることが好ましい。トップめっき層28の厚みをこの範囲とすることで、第1のバンプ20と、プリント配線板10に実装される半導体チップやメモリなど電子部品の接続パッド(図示せず)との間で良好な接続信頼性が得られる。
The
第2の導体パッド14b上には下地層18が形成されている。下地層18としては、例えば、第2の導体パッド14bの表面に形成されたニッケル層とニッケル層上に形成されたパラジウム層とパラジウム層上に形成された金層とを例示することができる。その他、ニッケル層とニッケル層上に形成された金層とを例示することができる。第2の開口16b内の第2の導体パッド14b上に下地層18を形成し、コンデンサなどのディスクリート部品を搭載するための部品搭載用パッド40を形成している。
A
図2は、本発明のプリント配線板の製造方法が対象とするプリント配線板の他の実施形態を説明するための断面図である。図2に示す例において、図1に示す例と異なる点は、バンプとして、大径の第1のバンプ20の他に、小径の第2のバンプ22を形成した点である。第2のバンプ22は、第3の導体パッド14c上に下地層を介さずに直接形成されている。第2のバンプ22は、第3の開口16c内に形成されたベースめっき層30と、ベースめっき層30上に例えばニッケルからなる中間層32を介して形成された略半球状のトップめっき層34とを有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining another embodiment of the printed wiring board targeted by the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention. In the example shown in FIG. 2, the difference from the example shown in FIG. 1 is that a
トップめっき層34は、ベースめっき層30よりも融点が低く、リフロー処理により溶融して図2に示すような略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。トップめっき層34の厚み(第2のバンプ22の外周面においてトップめっき層34の下端からトップめっき層34の頂部までの垂直方向の距離A2)は20μm〜40μmの範囲とすることが好ましい。トップめっき層34の厚みをこの範囲とすることで、第2のバンプ22と、プリント配線板10に実装される半導体チップやメモリなど電子部品の接続パッド(図示せず)との間で良好な接続信頼性が得られる。
The
図2に示す実施形態のプリント配線板10では、ベースめっき層24とベースめっき層30とは一緒に形成されて、ベースめっき層24の上端面24aとベースめっき層30の上端面30aとは互いに同一の高さにされている。また、中間層26と中間層32とは一緒に形成されて、互いに同一の厚み(高さ)にされている。そして、トップめっき層28とトップめっき層34とは一緒に形成されるとともにそれぞれ金属めっき量を調節されて、リフロー処理による溶融後の厚み(高さ)が互いに同一にされている。
In the printed
図2に示す例において、第1のバンプ20は電源もしくはグランド線との接続に用いることができる。第1のバンプ20よりも径の小さい第2のバンプ22は信号線との接続に用いることができる。
In the example shown in FIG. 2, the
<本発明の一実施形態のプリント配線板の製造方法について>
以下、図1に示すプリント配線板10を製造するための、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を、図3A〜図3Hを参照して説明する。なお、図2に示すプリント配線板10も第1のバンプ形成時に第2のバンプも形成することで、同様の製造方法で製造される。
<About the manufacturing method of the printed wiring board of one Embodiment of this invention>
Hereinafter, a method for manufacturing a printed wiring board according to an embodiment of the present invention for manufacturing the printed
図3Aには、公知の方法を用いて、基部絶縁層12上に所定の回路パターンを有する導体層14およびソルダーレジスト層16が形成された中間体が示されている。基部絶縁層12の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に形成されている場合が多いが、図では省略されている。複数の導体層および樹脂絶縁層はコア基板上もしくは後に除去可能な支持板上で積層することができる。しかし、プリント配線板10は、基部絶縁層12としての1層の樹脂絶縁層と1層の導体層14とからなるものでもよく、この場合この樹脂絶縁層が基部絶縁層12に相当する。基部絶縁層12には、シリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含むビルドアップ用絶縁樹脂フィルムを用いることができる。
FIG. 3A shows an intermediate in which a
図3Bに示すように、ソルダーレジスト層16に導体層14の一部の導体パッド14aを露出させる第1の開口16aを形成する。第1の開口16aの形成は、従来から公知の方法、例えばマスクを介してリソグラフィーを用いて開口する方法、炭酸ガスレーザーまたはUV−YAGレーザー等を用いて開口する方法、をとることができる。
As shown in FIG. 3B, the solder resist
図3Cに示すように、ソルダーレジスト層16および第1の開口16aの上に、マスク層50を形成する。マスク層50としては、例えばPETフィルムを用いることができる。
As shown in FIG. 3C, the
図3Dに示すように、マスク層50およびソルダーレジスト層16を貫通し、導体層14の導体パッド14bを露出させる第2の開口16bを形成する。第2の開口16bの形成は、従来から公知の方法、例えば炭酸ガスレーザーまたはUV−YAGレーザー等を用いて開口する方法、をとることができる。また、第2の開口16b上には、めっきにより例えばニッケル層、パラジウム層、金層がこの順に積層された下地層18が形成される。このように、導体層14と下地層18とは異なる金属から構成される。
As shown in FIG. 3D, a
図3Eに示すように、マスク層50を除去したのち、例えば無電解銅めっき処理等の無電解めっき処理が行われ、中間体のソルダーレジスト層16の表面および第1、第2の開口16a、16bの側面上と、導体パッド14a上と、下地層18上に、シード層36が形成される。
As shown in FIG. 3E, after the
図3Fに示されるように、シード層36上に、例えばドライフィルムレジストからなり、第1のバンプ20(図1)の形成予定部位に開口38aを有する所定パターンのめっきレジスト38が形成される。
As shown in FIG. 3F, a plating resist 38 having a predetermined pattern, which is made of, for example, a dry film resist and has an
図3Gに示されるように、電解めっき処理が行われ、シード層36の、めっきレジスト38の開口38a内に露出する部分のうち、ソルダーレジスト層16の第1の開口16a内の部分上および、シード層36の、めっきレジスト38の開口38a内に露出する部分のうち残りの部分上に、第1の導体パッド14aを形成する導体層14と同種の導電性金属、例えば銅を主成分とするベースめっき層24が形成される。
As shown in FIG. 3G, among the portions of the
図3Gに示されるように、さらに、例えば電解めっき処理が行われ、めっきレジスト38の開口38a内でベースめっき層24の上端面24a上に、ニッケル層からなる中間層26が形成される。中間層26の厚みは、好ましくは7μm以下とされる。
As shown in FIG. 3G, for example, an electrolytic plating process is further performed to form an
図3Gに示されるように、さらに、例えば電解めっき処理が行われ、めっきレジスト38の開口38a内でベースめっき層24の上端面24a上に、中間層26を介在させてトップめっき層28が形成される。トップめっき層28は、ベースめっき層24よりも融点が低くリフロー処理により溶融して略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。トップめっき層28の厚みは、好ましくは20μm〜40μmの範囲内とされる。
As shown in FIG. 3G, for example, an electrolytic plating process is further performed to form a
図3Hに示されるように、めっきレジスト38が剥離される。また、めっきレジスト38の除去により露出したシード層36の部分がエッチングにより除去される。これにより、コンデンサなどのディスクリート部品搭載用の部品搭載用パッド40を形成している。その後、リフロー処理が行われ、図1に示されるように、トップめっき層28が略半球状に整形され、プリント配線板10を得ることができる。
As shown in FIG. 3H, the plating resist 38 is peeled off. Further, the portion of the
上述した本発明のプリント配線板の製造方法によれば、部品搭載用パッド40を形成するための第2の開口16bを、図3Dに示すように、マスク層50およびソルダーレジスト層16を貫通して形成するため、下地層18を形成する第2の開口16bにおいて、外観不良などの発生を防止することができる。
According to the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention described above, the
10 プリント配線板
12 基部絶縁層
14 導体層
14a 第1の導体パッド
14b 第2の導体パッド
14c 第3の導体パッド
16 ソルダーレジスト層
16a 第1の開口
16b 第2の開口
16c 第3の開口
20 第1のバンプ
22 第2のバンプ
24、30 ベースめっき層
28、34 トップめっき層
36 シード層
38 めっきレジスト
38a 開口
40 部品搭載用パッド
50 マスク層
10 Printed
Claims (6)
基部絶縁層を形成することと、
前記基部絶縁層上に導体層を形成することと、
前記基部絶縁層上および前記導体層上にソルダーレジスト層を形成することと、
前記ソルダーレジスト層に一部の導体層を露出させる第1の開口を形成することと、
前記ソルダーレジスト層および前記第1の開口の上に、マスク層を形成することと、
前記マスク層およびソルダーレジスト層を貫通し、一部の導体層を除く残りの導体層を露出させる第2の開口を形成することと、
前記第2の開口内に前記導体層と異なる金属からなる下地層を形成することと、
前記マスク層を除去することと、
前記第1の開口内、前記第2の開口内および前記ソルダーレジスト層の上に、シード層を形成することと、
前記第1の開口内にバンプを形成することと、
前記シード層を除去することと、を含み
前記バンプを形成することは、前記第1の開口内に前記導体層と同じ金属でベースめっき層を形成することと、前記ベースめっき層上に中間層を介してトップめっき層を形成することと、前記トップめっき層をリフローして略半球状にすることと、を含む。 It is a manufacturing method of printed wiring boards.
Forming the base insulation layer and
Forming a conductor layer on the base insulating layer and
Forming a solder resist layer on the base insulating layer and the conductor layer,
To form a first opening in the solder resist layer that exposes a part of the conductor layer,
Forming a mask layer on the solder resist layer and the first opening,
To form a second opening that penetrates the mask layer and the solder resist layer and exposes the remaining conductor layers except for some conductor layers.
Forming a base layer made of a metal different from the conductor layer in the second opening, and
Removing the mask layer and
To form a seed layer in the first opening, in the second opening, and on the solder resist layer.
Forming a bump in the first opening and
Removing the seed layer and forming the bumps, including forming the base plating layer in the first opening with the same metal as the conductor layer, and forming an intermediate layer on the base plating layer. It includes forming a top plating layer through the above and reflowing the top plating layer to make it substantially hemispherical.
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