JP3636290B2 - Printed wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板に係り、更に詳細には絶縁層と配線パターンとをそれぞれ互い違いに積層して基板厚さ方向の電気的導通を図った、いわゆる多層板と呼ばれる多層型のプリント配線基板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より多層板を形成する方法としては、絶縁層と配線層とを積層した積層体の厚さ方向にスルホールメッキ層を形成して基板厚さ方向の電気的導通を図る方法や、導電性樹脂で形成した円錐状の導体バンプ群を絶縁性基板のプリプレグの厚さ方向に圧入するBi2t(登録商標)法等が知られている。中でも製造効率が高い点で有利なBi2t法が広く用いられつつある。
【0003】
図22はBi2t法の製造過程を模式的に示した垂直断面図である。
【0004】
この方法では図22(a)のように銅箔101の上に印刷技術により導体バンプ群111,111,…を形成し、この上に絶縁性合成樹脂のプリプレグ106を積層配置して加熱下に加圧して導体バンプ群111,111,…を前記プリプレグ106の厚さ方向に貫通させて積層体112を形成し、導体バンプ群111,111,…上にもう一つの銅箔102を重ねて積層プレスを行ない、両面基板113を製造する。
【0005】
ところで、近年の電子機器の小型化に伴い、集積度の向上が求められており、これに応えるため、導体バンプ群111,111,…の径の小型化が求められている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように導電性樹脂を用いて印刷技術により導体バンプ群11,111,…を形成する方法では、導体バンプ111を小径化しようとすると導体バンプ群111,111,…の形状を均一にすることが困難となる。例えば、図22(c)に示すように導体バンプ群111,111,…間で高さや形状にばらつきが生じ易くなり、導体バンプ111cでは電気的接続の不良が生じる。
【0007】
このような欠陥は導体バンプの直径が100μm以下になると顕著になる。
【0008】
十分な電気的接続を達成するには、厚さ60μmのプリプレグを貫通させる場合に導体バンプの直径は120μm以上必要となるため、集積度を更に向上させるためには従来法では自ずと限界があるという問題がある。
【0009】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされた発明である。
【0010】
即ち本発明は、信頼性の高い多層型プリント配線基板及びそのようなプリント配線基板を製造する方法を提供することを目的とする。
【0011】
更に本発明は、導体バンプを小径化しても十分な電気的接続を形成することができ、更なる集積度の向上に対応できる多層型プリント配線基板及びそのようなプリント配線基板を製造する方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント配線基板は、絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に積層された第1の導体層と、前記絶縁層の他方の面に積層された第2の導体層と、前記第1の導体層と前記第2の導体層との間に介挿され、略台形の断面形状を有する金属バンプ群と、前記金属バンプ群の先端面と前記第2の導体層との間に形成されたハンダ層と、を具備する。
【0013】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプ群の例として、前記第2の導体層上にメッキされた金属から構成されているものを挙げることができる。
【0014】
また、前記第2の導体層と前記金属バンプ群との間に、保護金属層を更に具備していてもよい。
【0015】
更に、前記ハンダ層が、高融点ハンダで構成されていることが好ましい。
【0016】
また、前記第1の導体層と、前記金属バンプ群底面との間に第2のハンダ層を更に具備していてもよい。
【0017】
更に、前記ハンダ層が、融点310〜340℃の高融点ハンダで構成されていることが好ましい。
【0018】
上記プリント配線基板において、前記第1の導体層と前記金属バンプは1枚の厚板から、例えばエッチング法等により形成されたものであってもよい。
【0019】
本発明の他のプリント配線基板は、絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に積層された第1の導体層と、前記絶縁層の他方の面に積層された第2の導体層と、
前記第1の導体層と前記第2の導体層との間に介挿され、略台形の断面形状を有する金属バンプ群と、
前記金属バンプ群の先端面と前記第2の導体層とを電気的に接続する導電性ペースト層と、
を具備する。
【0020】
本発明の更に他のプリント配線基板は、コア絶縁層と、前記コア絶縁層の一方の面に積層された第1のコア導体層と、前記コア絶縁層の他方の面に積層された第2のコア導体層と、前記第1のコア導体層と前記第2のコア導体層との間に介挿され、略台形の断面形状を有するコア金属バンプ群と、前記コア金属バンプ群の先端面と前記第2のコア導体層との間に形成されたコアハンダ層と、前記第1のコア導体層の外側に積層された第1の外側絶縁層と、前記第1の外側絶縁層の外側に積層された第1の外側導体層と、前記第1のコア導体層と前記第1の外側導体層との間に介挿され、略台形の断面形状を有する第1の外側金属バンプ群と、前記第1の外側金属バンプ群の先端面と前記第1のコア導体層又は前記第1の外側導体層との間に形成された第1の外側ハンダ層と、前記第2のコア導体層の外側に積層された第2の外側絶縁層と、前記第2の外側絶縁層の外側に積層された第2の外側導体層と、前記第2のコア導体層と前記第2の外側導体層との間に介挿され、略台形の断面形状を有する第2の外側金属バンプ群と、前記第2の外側金属バンプ群の先端面と前記第2のコア導体層又は前記第2の外側導体層との間に形成された第2の外側ハンダ層と、を具備する。
【0021】
本発明のプリント配線基板製造方法は、
第1の導体板の粗面上にエッチング保護層を形成する工程と、
前記エッチング保護層の上に金属バンプとなる銅層をメッキする工程と、
前記銅層上の金属バンプ上面に対応する部分にハンダ層を形成する工程と、
前記ハンダ層の上から前記銅層をエッチングして略円錐状の金属バンプ群を形成する工程と、
前記バンプ群の先端側に絶縁性基板及び第2の導体板を積層する工程と、
前記積層体を加熱下に加圧して前記金属バンプ群を前記絶縁性基板に貫通させると同時に前記金属バンプ群上面を前記第2の導体板にハンダ付けする工程と、
前記第1の導体板及び前記第2の導体板をパターニングする工程と、
を具備する。
【0022】
本発明の他のプリント配線基板製造方法は、
第1の導体板の粗面上の金属バンプ底面を形成する部分に貫通孔が形成されたマスキング層を形成する工程と、
前記マスキング層を介して前記第1の導体板の粗面上に銅メッキ処理を施してキノコ型の断面形状を有する金属バンプ群を形成する工程と、
前記マスキング層を除去する工程と、
前記金属バンプ群の先端側に絶縁性基板及び第2の導体板を積層する工程と、
前記積層体を加熱下に加圧して前記金属バンプ群を前記絶縁性基板に貫通させると同時に前記金属バンプ群上面を前記第2の導体板にハンダ付けする工程と、
前記第1の導体板及び前記第2の導体板をパターニングする工程と、
を具備する。
【0023】
本発明の他の別のプリント配線基板製造方法は、
第1の導体板の粗面上の金属バンプ底面を形成する部分に貫通孔が形成されたマスキング層を形成する工程と、
前記マスキング層を介して前記第1の導体板上に銅メッキ処理を施して略円柱型の金属バンプ群を形成する工程と、
前記マスキング層を除去する工程と、
前記金属バンプ群の先端側に絶縁性基板及び第2の導体板を積層する工程と、
前記積層体を加熱下に加圧して前記金属バンプ群を前記絶縁性基板に貫通させると同時に前記金属バンプ群上面を前記第2の導体板にハンダ付けする工程と、
前記第1の導体板及び前記第2の導体板をパターニングする工程と、
を具備する。
【0024】
本発明の更に他のプリント配線基板製造方法は、
第1の導体板上に断面山形の微小突起群を形成する工程と、
前記微小突起群を形成した面上の金属バンプを形成する部分に貫通孔の形成されたマスキング層を形成する工程と、
前記マスキング層を介して前記第1の導体板上に銅メッキ処理を施して先端が山形の断面形状を有する金属バンプ群を形成する工程と、
前記マスキング層を除去する工程と、
前記金属バンプ群の先端側に絶縁性基板及び第2の導体板を積層する工程と、
前記積層体を加熱下に加圧して前記金属バンプ群を前記絶縁性基板に貫通させると同時に前記金属バンプ群上面を前記第2の導体板にハンダ付けする工程と、
前記第1の導体板及び前記第2の導体板をパターニングする工程と、
を具備する。
【0025】
本発明では、層間接続に用いるバンプ群を、メッキ法とエッチングにより金属製のバンプ群を形成するので、印刷技術による従来法よりも小径のバンプ群を高精度に形成することができる。そのため、直径が小さくても電気的接続を確実に達成することのできる信頼性の高い多層型プリント配線基板を得ることができる。
【0026】
また、金属バンプ群と導体板との接続はハンダ付けにより行なわれるので、単なる機械的接触よりも確実な電気的接続を形成することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は本実施形態に係るビルドアップ型プリント配線基板の製造方法の流れを図示したフローチャートであり、図2〜図4は同方法の各段階の状態を図示した垂直断面図である。
【0028】
図1に示したように、まず銅箔などの導体板1を用意する。本実施形態では例えば厚さ18μmの銅箔を用いる。このとき図2(a)に示したように、表面に凸凹が存在する「マット面」と呼ばれる表面が粗面側(図中下面側)に処理を施してゆく。マット面の表面は微細な凸凹があっていわゆるアンカー効果が期待できるため、プリプレグを積層するときやメッキするときに重ねられる相手との接着力が大きくなるためである。
【0029】
最初に図2(b)に示したように前記導体板1のマット面側にエッチング保護層2を形成する(ステップ1)。このエッチング保護層2は後述するバンプ形成時のエッチング処理で前記導体板1までエッチングされるのを防止するための防波堤の機能を果たす層であり、代表的にはNiやAuが用いられ、スパッタリングや蒸着、無電解メッキなどの方法で適用される。但し、エッチングの深さを首尾よくコントロールできる場合にはこのエッチング保護層2は省略可能である。
【0030】
次に図2(c)に示したようにエッチング保護層2の上からバンプを構成する基となる金属層3を形成する(ステップ2)。この金属層3は代表的には銅を用い、金属層3を形成する方法としてはメッキ、スパッタリング等の各種の液相法や気相法を用いることができるが、メッキ法によるのが好ましい。この金属層3は後述するバンプの基となる部分であるので、バンプの高さに相当する厚さが必要となる。例えば、厚さは50〜100μmが好ましく、50〜60μmが更に好ましい。
【0031】
金属層3を形成したら図2(d)に示すように、この金属層3の表面全体にわたってハンダ層4を均一な厚さに形成する。ハンダ層4の厚さとしては5〜50μmが好ましい。ここで用いるハンダは、後述するバンプの頭部を対向する導体板面にハンダ付けするためのものである。完成した多層板上に半導体素子を実装する際の熱で溶融しては層間接続が破壊されるので、それを防ぐために実装時のリフロー温度より高い融点のものが好ましい。例えば実装時に融点が183℃のSn/Pb=63/27の共晶ハンダを用いて組み立てを行なう場合には、前記ハンダ層4には310〜340℃程度の融点を備えた高融点型ハンダを用いることが好ましい。この高融点型ハンダの例としては、SnとAgとの合金からなるハンダやSnとPbとをSn/Pb=10/90の割合で合金化したものが挙げられる。
【0032】
ハンダ層4を形成し終わったら図2(e)に示すように、このハンダ層4の表面全体にわたってマスキング層5を形成する。このマスキング層5はハンダ層4を選択的にエッチングするためのマスキングとして機能するものであり、具体的には、例えば感光性樹脂からなる。
【0033】
マスキング層5が形成されたら、この上に図示しないマスクパターンを重ねて露光する(ステップ5)。このときのマスクパターンは後述するバンプの頭部にあたる部分のみマスキング層5が残るようなマスクパターンを用いる。例えば薄板に同径の丸穴、例えば直径が50μmの円形パターンがいくつも穿孔されたマスクパターンが挙げられる。
【0034】
次に、例えば露光した部分のみが硬化するタイプの感光性樹脂からなるマスキング層5を使用し、前記丸穴の穿孔されたマスキングパターンを重ねて露光した後、現像して(ステップ6)、未硬化のマスキング層5を除去すると、図2(f)に示したように、バンプの頭部に相当する部分のみに硬化したマスキング層5aが残された状態となる。
【0035】
このマスキング層5aの上からエッチング等を施して(ステップ7)露出したハンダ層4を除去すると、図2(g)のようにマスキング層5aの下のハンダ層4aを残して、それ以外のハンダ層が除去され、金属層3の表面が露出する。
【0036】
残ったマスキング層5aを除去すると(ステップ8)、図2(h)のように残ったハンダ層4aが露出する。この状態でハンダ層4a側から金属層3のみをエッチングするエッチング液に漬けて金属層3の選択的エッチングを行ない、バンプ形成を行う(ステップ9)。前記エッチング液の中では金属層3のみがエッチングされ、ハンダ層4aはマスキングとして機能するため、ハンダ層4aが形成されていない金属層3だけがエッチングされる結果、図2(i)に示したように、ハンダ層4aのない金属層3の部分がお椀型に抉られ、図2(i)のような断面が略台形で、頭部がハンダ層4aで被覆された金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0037】
次にこうして片面側に金属バンプ群6,6,…が形成された導体板1の上に、図3(a)に示すように、絶縁性基板のプリプレグ(以下、単に「プリプレグ」という)7を積層する(ステップ10)。このプリプレグはガラス繊維などの補強繊維にエポキシ樹脂等の絶縁性の高い熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、未硬化のものである。厚さは、107Ω以上の絶縁耐圧が得られれば30μm程度の薄いものでも使用できるが、例えば厚さ60μmのプリプレグを用いる。
【0038】
図3(a)の状態でプレスすると(ステップ11)、金属バンプ群6,6,…がプリプレグ7を貫通して図3(b)に示すように、金属バンプ6の頭部がプリプレグ7の反対側の面に露出する。図3(c)に示したように、この金属バンプ6の頭部が貫通したプリプレグ7の面に銅箔などの導体板12を前記と同様にマット面を対向する向きに配置して積層する(ステップ12)。この状態で加熱下にプレスすると(ステップ13)、図3(d)に示すように金属バンプ群6,6,…頭部のハンダ層4a,4a,…が導体板12のマット面に押しつけられると同時に加熱される。このときの加熱によりハンダ層4a,4a,…は溶融し、金属バンプ群6,6,…の各頭部を導体板12のマット面にハンダ付けする。また、プリプレグ7も導体板12のマット面に押しつけられると同時に加熱されるため、プリプレグ7自身が硬化するとともに導体板12と接着される。こうして層間接続された二層を両面に有する両面板9が得られる。
【0039】
この両面板9の各導体板1及び12について例えばエッチングなどを施してパターニングすると(ステップ14)、図3(e)に示したようなコア基板10が得られる。
次にこのコア基板10の両面に、前記ステップ1〜10までの工程で形成した基板8´及び基板8´´を図4(a)のような向きに配置して積層し(ステップ15)、加熱下にプレスすると(ステップ16)、図4(b)に示したような積層体13が得られる。この積層体13の両面の導体板1´,1´´について例えばエッチングによりパターニングすると(ステップ17)、図4(c)に示したような多層板13aが得られる。
【0040】
上記したように、本実施形態に係るプリント配線基板では、メッキ技術を用いて金属バンプ6を形成しているので、金属バンプ6底面と導体板1との接着性や電気的導通の信頼性が高く、金属バンプ6底面の直径を非常に小さくすることができる。具体的には直径が50μm程度という従来の導電性樹脂を用いる導体バンプの半分以下にまで直径を小さくすることができる。そのため、金属バンプ6の底面を接続するための配線パターン上の面積を小さくしたり、配線パターンそのものを更に微細化することができるので、集積度をより向上させることができる。
【0041】
更に金属バンプ6底面の直径を小さくすると、アスペクト比の関係で、金属バンプ6の高さを低くすることもできる。そのため、より薄いプリプレグを使用でき、多層板の厚さを薄くしたり、厚さ方向の集積度を向上することも可能になる。更に、多層板の厚さを薄くすることにより多層板の重量を軽減できるという効果も得られる。
【0042】
また、本実施形態に係るプリント配線基板では、金属バンプ群6,6,…の頭部とこの金属バンプ群6,6,…に対向する導体板12との接続をハンダ層4aのハンダを用いてハンダ付けしているので、単なる機械的接触よりもより強固で確実なバンプ接続が形成されている。そのため、多層板の電気的特性が向上するという効果が得られる。
【0043】
更に本実施形態では金属バンプ6を銅などの金属を用いて形成しているので、リサイクル時に金属の回収が容易になる。
【0044】
また、銀ペーストなどの高価な有用金属を使用しないので、コスト的にも資源の節約という観点からも有利である。
【0045】
なお、本発明の範囲は上記実施の形態に記載された範囲に限定されない。例えば、上記実施形態では、金属層3はメッキにより形成したが、他の方法、例えばスパッタリングや蒸着法により形成してもよい。
【0046】
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態以降の実施形態のうち、先行する実施形態と重複する内容については説明を省略することがある。
【0047】
図5は本実施形態に係るビルドアップ型プリント配線基板の製造方法の流れを図示したフローチャートであり、図6〜図8は同方法の各段階の状態を図示した垂直断面図である。
【0048】
本実施形態では、厚手の導体板1上に薄い導体板3をメッキ法により形成する。また、金属バンプ6とこれに対向する導体板1´との間の電気的接続は導電性ペーストにより行なう。
【0049】
本実施形態では、図6(a)に示したように厚手の導体板1を用意する。この導体板1のマット面(図中上面側の表面が粗い面)上に例えば薄い銅層などの導体層3を形成する(ステップ1a)。この導体層3の形成方法としては、メッキ法、蒸着法、スパッタリング法など各種の方法を用いることができる。また、本実施形態では省略したが、エッチング保護層を導体板1のマット面上に形成してから、導体層3を形成してもよい。
【0050】
次いで図6(c)に示したように導体板1の、導体層3を形成したのと反対側の面(図中下側の面)全体にわたってマスキング層5を形成する(ステップ2a)。
【0051】
マスキング層5が形成されたら、この上に図示しないマスクパターンを重ねて露光し(ステップ3a)、金属バンプ6の頭部にあたる部分のマスキング層5aを硬化させ、それ以外の部分は現像して(ステップ4a)、図6(d)に示した状態にする。
【0052】
この状態で図中下面側から導体板1をエッチングするエッチング液に漬けてエッチングを行ない、バンプ形成を行う(ステップ5a)。
【0053】
エッチング液の中ではマスキング層5aとマスキング層5aとの間で露出した導体板1がエッチングされ、マスキング層5aの下の部分はエッチングされないため、図6(e)に示したように、導体板1の露出部分がお椀型に抉られ、断面略台形で、頭部がマスキング層5aで被覆された金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0054】
次にマスキング層5aを除去し(ステップ6a)、図6(f)のように金属バンプ群6,6,…の頭部を露出させる。この状態で金属バンプ群6,6,…の頭部に導電性ペースト14を塗布し(ステップ7a)、図6(g)に示したように金属バンプ群6,6,…の頭部を被覆する。
【0055】
次にこうして片面側に金属バンプ群6,6,…が形成された導体板1の上に、図7(a)に示すように、プリプレグ7を積層する(ステップ8a)。
【0056】
図7(a)の状態でプレスすると(ステップ9a)、金属バンプ群6,6,…がプリプレグ7を貫通して図7(b)に示すように、金属バンプ6の頭部がプリプレグ7の反対側の面に露出する。図7(c)に示したように、この金属バンプ6の頭部が貫通したプリプレグ7の面に銅箔などの導体板1´を前記と同様にマット面を対向する向きに配置して積層する(ステップ10a)。この状態で加熱下にプレスすると(ステップ11a)、図7(d)に示すように金属バンプ群6,6,…頭部の導電性ペースト層14,14,…が導体板1´のマット面に押しつけられると同時に加熱される。このときの加熱により導電性ペースト層14,14,…は硬化し、金属バンプ群6,6,…の各頭部を導体板1´のマット面に接着すると同時に電気的に接続する。また、プリプレグ7も導体板1´のマット面に押しつけられると同時に加熱されるため、プリプレグ7自身が硬化するとともに導体板1´と接着される。こうして層間接続された二層を両面に有する両面板16が得られる。
【0057】
この両面板16の各導体板1及び1´について例えばエッチングなどを施してパターニングすると(ステップ12a)、図7(e)に示したようなコア基板16aが得られる。
次にこのコア基板16aの両面に、前記ステップ1a〜9aまでの工程で形成した基板15´及び基板15´´を金属バンプ群6´,6´,…及び金属バンプ群6´´,6´´,…がそれぞれ内側を向くように配置して積層し(ステップ13a)、加熱下にプレスすると(ステップ14a)、図8に示したような積層体17が得られる。この積層体17の両面の導体板3´,3´´について例えばエッチングによりパターニングすると(ステップ15a)、両面に配線パターンが形成された4層の多層板(図示省略)が得られる。
【0058】
本実施の形態では、最初に厚手の導体板1を用意してこのマット面側に薄い導体層3を形成する構成なので、導体層3の形成に時間や手間がかからず、低コストで製造できるという特有の効果が得られる。
【0059】
また、ハンダの代わりに導電性ペースト14を用いて金属バンプ群6,6,…とこれに対向する導体板1´とのバンプ接続を形成しているので、ハンダ層4を形成したり、このハンダ層4をエッチングする手間が省けるという効果も得られる。
【0060】
なお、本実施形態において、導電性ペーストに変えてハンダペーストを用いることにより、手間がかからず、しかもハンダ付けによる確実な層間接続を得ることもできる。
【0061】
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0062】
図9は本実施形態に係るビルドアップ型プリント配線基板の製造方法の流れを図示したフローチャートであり、図10〜図11は同方法の各段階の状態を図示した垂直断面図である。
【0063】
本実施形態では、金属バンプ群6,6,…の頭部とこれに対向する導体板1´との間をハンダ付けするのみならず、金属バンプ群6,6,…の底面とこれに対向する導体板3との間もハンダ付けする。
【0064】
本実施形態では、まず、前記第2の実施形態と同様に図10(a)に示したような厚手の導体板1を用意し、この導体板1の片面側に図10(b)に示したような例えばNiからなるエッチング保護層2を、例えばスパッタリング法により形成する(ステップ1b)。なお、このエッチング保護層2は省略可能である。
【0065】
次に図10(c)に示すように、エッチング保護層2の表面全体にわたって上部ハンダ層18を形成する(ステップ2b)。この上部ハンダ層18も前記高融点型ハンダを用いるのが好ましい。
【0066】
次に図10(d)に示すように、この上部ハンダ層18の上に銅箔などの導体板3を積層し(ステップ3b)、しかる後に加熱下にプレスする(ステップ4b)。
【0067】
このプレス時の熱により上部ハンダ層18が溶融し、エッチング保護層18の上に導体板3をハンダ付けして図10(e)のような積層体を形成する。
【0068】
次に導体板1の、いま導体板3をハンダ付けしたのとは反対側の面(図中下側の面)に図10(f)に示したような下部ハンダ層4を形成する(ステップ5b)。
【0069】
次に、前記第1の実施形態のステップ4〜8と同様の方法により、この下部ハンダ層4に対して感光性樹脂からなるマスキング層(図示省略)を形成した後、マスクパターンを重ねて露光し(ステップ7b)、現像し(ステップ8b)、エッチングしてハンダ層4をマスクパターン状に残した後、マスキング層を除去して(ステップ9b)、図10(g)に示したような金属バンプ6の頭部に対応する部分にのみハンダ層4a,4a,…がパターン状に形成された状態にする。
【0070】
次いでこの状態でエッチング液に浸漬すると(ステップ10b)導体板1が部分的にエッチングされて図10(h)に示したような頭部がハンダ層4a,4a,…で被覆された金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0071】
こうして得た金属バンプ群6,6,…の頭部側にプリプレグ7を図11(a)のように積層し(ステップ11b)、加熱下にプレスする(ステップ12b)と、プリプレグ7を金属バンプ群6,6,…が貫通する。
【0072】
次いで図11(b)に示すように、この金属バンプ群6,6,…が貫通した側のプリプレグ7面に銅箔などの導体板1´のマット面を対向させて積層し(ステップ13b)、加熱下にプレスすると(ステップ14b)、プリプレグ7が導体板1´のマット面に接着されるとともに、金属バンプ群6,6,…の頭部が導体板1´のマット面に押し付けられ、加熱される。この加熱により頭部のハンダ4aが溶融して金属バンプ群6,6,…が導体板1´のマット面にハンダ付けされる。
【0073】
こうして形成されたコア基板(図示省略)の両面の導体板3,1´についてパターニングすると(ステップ15b)、図11(c)に示したような両面にそれぞれ配線層3a,1´aが形成された二層のコア材19が得られる。
【0074】
なお、更にこのコア材19を用いて4層以上の多層板を形成するには、このコア材の両面に図11(b)に示したような基板を積層してプレスすることにより更に多層化することができる。
【0075】
本実施形態によれば、金属バンプ群6,6,…の頭部のみならず、底面をも対向する導体板に対してハンダ付けしているので、電気的な接続の信頼性はもとより、機械的にも強固に接続された、信頼性の高い多層板が得られるという特有の効果が得られる。
【0076】
(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態について説明する。
【0077】
図12は本実施形態に係るビルドアップ型プリント配線基板の製造方法の流れを図示したフローチャートであり、図13は同方法の各段階の状態を図示した垂直断面図である。
【0078】
本実施形態では、厚手の導体板1をエッチング処理することにより、金属バンプ及びこの金属バンプ底面側の配線層を同じ1枚の導体板から形成する。
【0079】
本実施形態では、まず図13(a)に示したような厚手の導体板1を用意し、この導体板1の一方の面(図中下側の面)の全体にわたって図13(b)に示したような均一な厚さのハンダ層4を形成する(ステップ1c)。このハンダ層4も前記高融点型ハンダを用いるのが好ましい。
【0080】
次に、前記第1の実施形態のステップ4〜8と同様の方法により、このハンダ層4に対して感光性樹脂からなるマスキング層(図示省略)を形成し(ステップ2c)、しかる後、マスクパターンを重ねて露光し(ステップ3c)、現像し(ステップ4c)、エッチングしてハンダ層4をマスクパターン状に残した後、マスキング層を除去して(ステップ5c)、図13(c)に示したような金属バンプ6の頭部に対応する部分にのみハンダ層4a,4a,…がパターン状に形成された状態にする。
【0081】
次いでこの状態でエッチング処理に供すると(ステップ6c)導体板1が部分的にエッチングされて図13(d)に示したような頭部がハンダ層4a,4a,…で被覆された金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0082】
こうして得た金属バンプ群6,6,…の頭部側にプリプレグ7を図13(e)のように積層し(ステップ7c)、加熱下にプレスする(ステップ8c)と、プリプレグ7を金属バンプ群6,6,…が貫通する。
【0083】
次いで図13(f)に示すように、この金属バンプ群6,6,…が貫通した側のプリプレグ7面に銅箔などの導体板1´のマット面を対向させて積層し(ステップ9c)、加熱下にプレスすると(ステップ10c)、プリプレグ7が導体板1´のマット面に接着されるとともに、金属バンプ群6,6,…の頭部が導体板1´のマット面に押し付けられ、加熱される。この加熱により頭部のハンダ4aが溶融して金属バンプ群6,6,…が導体板1´のマット面にハンダ付けされる。
【0084】
こうして形成されたコア基板(図示省略)の両面の導体板1A,1´についてパターニングすると(ステップ11c)、図13(g)に示したような両面にそれぞれ配線層1c,1´aが形成された二層のコア材20が得られる。
【0085】
なお、更にこのコア材20を用いて4層以上の多層板を形成するには、このコア材の両面に図13(f)に示したような基板を積層してプレスすることにより更に多層化することができる。
【0086】
本実施形態によれば、金属バンプ群6,6,…とその底面側の配線層1cとがもともと繋がっていた1枚の導体版1から構成されているので、金属バンプ群6,6,…とその底面側の配線層1cとの間の電気的接続が確実に得られる信頼性の高いものであり、その間の電気的抵抗も非常に小さいという特有の効果が得られる。
【0087】
また、製造工程数が少ないので、製造コストの低減化が図られるという効果も得られる。
【0088】
(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態について説明する。
【0089】
図14は本実施形態に係るビルドアップ型プリント配線基板の製造方法の流れを図示したフローチャートであり、図15は同方法の各段階の状態を図示した垂直断面図である。
【0090】
本実施形態では、導体板上にメッキ処理を部分的に行なうことにより金属バンプ群を形成する。
【0091】
本実施形態にかかる製造方法では、図15(a)に示したように銅箔のような薄手の導体板1を用意する。この導体板1の表面の粗い面即ちマット面にマスキング層5を肉厚に形成する(ステップ1d)。このマスキング層5の厚さが金属バンプの高さに相当することになるので、形成しようとする金属バンプの高さと同等の厚さ、例えば60μm程度のマスキング層5を形成する。なお、本実施形態では、光を受けた部分が可溶化する種類の感光性樹脂からなるマスキング層5を例にして説明する。
【0092】
次にこのマスキング層5の上にマスクパターン21を重ねる。このマスクパターン21には金属バンプを形成する位置に円形パターン22,22,…が穿孔されている。これらの円形パターン22,22,…は金属バンプの直径に相当するので、例えば直径50〜60μm程度の貫通孔として円形パターン22,22,…を形成しておく。このマスクパターン21を重ねた状態で露光して(ステップ2d)、円形パターン22,22,…の部分を反応させ、可溶化する。
【0093】
マスクパターン21を取り外し、現像すると(ステップ3d)、光の当たった部分のマスキング層5のみが可溶化しているので、この部分のみが現像処理で除去され、図15(d)に示したように断面が矩形の穴23,23,…が形成され、これらの穴23,23,…の底部の導体1表面が露出する。
【0094】
次にこの状態で例えば無電解メッキ処理を施して金属を析出させると(ステップ4d)、図15(e)に示したように、これらの穴23,23,…を埋めるようにして略円柱形の金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0095】
次いでマスキング層5aを除去し(ステップ5d)、しかる後に金属バンプ群6,6,…の頭部にハンダ層4を形成することにより図15(f)に示したような頭部がハンダ層4で被覆された金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0096】
次に図15(g)に示すように、これらの金属バンプ群6,6,…の頭部上にプリプレグ7と更にその上に銅箔などの導体板1´を積層し(ステップ7d)、加熱下にプレスすると(ステップ8d)、図15(h)に示したようにプリプレグ7を金属バンプ群6,6,…が貫通し、プリプレグ7が導体板1´のマット面に接着される。それと同時に、金属バンプ群6,6,…の頭部が導体板1´のマット面に押し付けられ、加熱される。この加熱により頭部のハンダ4が溶融して金属バンプ群6,6,…が導体板1´のマット面にハンダ付けされ、図15(h)に示したようなコア基板が得られる。
【0097】
こうして形成されたコア基板の両面の導体板1,1´についてパターニングすると(ステップ9d)、図15(i)に示したような両面にそれぞれ配線層1a,1´aが形成された二層のコア材24が得られる。
【0098】
なお、更にこのコア材24を用いて4層以上の多層板を形成するには、このコア材24の両面に図15(f)に示したような導体板1をプリプレグ7を介して積層し、プレスすることにより更に多層化することができる。
【0099】
本実施形態によれば、導体板1の所定の位置に選択的にメッキ処理を施すことにより直接金属バンプ群6,6,…を形成しているので、事後的にエッチング処理する手間を省略することができるという特有の効果が得られる。
【0100】
また、必要な部分にのみメッキして金属バンプを形成するので、材料に無駄がなく、コスト的なメリットが得られるという特有の効果も得られる。
【0101】
更にエッチング処理自体が不要なので、エッチングの結果として生じる廃液処理の問題がないという特有の効果も得られる。
【0102】
(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態について説明する。
【0103】
図16は本実施形態に係るビルドアップ型プリント配線基板の製造方法の流れを図示したフローチャートであり、図17は同方法の各段階の状態を図示した垂直断面図である。
【0104】
本実施形態では、導体板上にメッキ処理を部分的に行ない、メッキ処理を継続することにより断面がキノコ型の金属バンプ群を形成する。
【0105】
本実施形態にかかる製造方法では、図17(a)に示したように銅箔のような薄手の導体板1を用意する。この導体板1の表面の粗い面即ちマット面にマスキング層5を形成する(ステップ1e)。なお、本実施形態では、光を受けた部分が可溶化する種類の感光性樹脂からなるマスキング層5を例にして説明する。
【0106】
次にこのマスキング層5の上にマスクパターン21を重ねる。このマスクパターン21には金属バンプを形成する位置に円形パターン22,22,…が穿孔されている。これらの円形パターン22,22,…は金属バンプの根元部分の直径に相当するので、例えば直径50〜60μm程度の貫通孔として円形パターン22,22,…を形成しておく。このマスクパターン21を重ねた状態で露光して(ステップ2d)、円形パターン22,22,…の部分を反応させ、可溶化する。
【0107】
マスクパターン21を取り外し、現像すると(ステップ3d)、光の当たった部分のマスキング層5のみが可溶化しているので、この部分のみが現像処理で除去され、図15(d)に示したように断面が矩形の穴23,23,…が形成され、これらの穴23,23,…の底部の導体1表面が露出する。
【0108】
次にこの状態で例えば無電解メッキ処理を施して金属を析出させると(ステップ4e)、図17(e)に示したように、これらの穴23,23,…を埋めるようにして略円柱形の金属バンプの根元に相当する金属層3,3,…が形成される。
【0109】
更にこの状態でメッキを継続して行なうと(ステップ5e)、図17(f)のように金属層3,3,…が成長し、断面がキノコ型の金属バンプ6,6,…が形成されるようになる。
【0110】
次いでマスキング層5aを除去し(ステップ6e)、次いで金属バンプ群6,6,…の頭部にハンダ層4を形成すると(ステップ7e)、図17(g)に示したような頭部がハンダ層4で被覆された金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0111】
次に図17(h)に示すように、これらの金属バンプ群6,6,…の頭部上にプリプレグ7と更にその上に銅箔などの導体板1´を積層し(ステップ8e)、加熱下にプレスすると(ステップ9e)、図18(a)に示したようにプリプレグ7を金属バンプ群6,6,…が貫通し、プリプレグ7が導体板1´のマット面に接着される。それと同時に、金属バンプ群6,6,…の頭部が導体板1´のマット面に押し付けられ、加熱される。この加熱により頭部のハンダ4が溶融して金属バンプ群6,6,…が導体板1´のマット面にハンダ付けされ、図18(a)に示したようなコア基板が得られる。
【0112】
こうして形成されたコア基板の両面の導体板1,1´についてパターニングすると(ステップ10e)、図18(b)に示したような両面にそれぞれ配線層1a,1´aが形成された二層のコア材25が得られる。
【0113】
なお、更にこのコア材25を用いて4層以上の多層板を形成するには、このコア材25の両面に図17(g)に示したような導体板1をプリプレグ7を介して積層し、プレスすることにより更に多層化することができる。
【0114】
本実施形態によれば、導体板1の所定の位置に選択的にメッキ処理を施し、このメッキ処理を継続することにより金属バンプ群6,6,…の頭部をキノコ状の断面形状になるように成形するので、プリプレグを介してプレスする際にプリプレグを貫通し易くなり、ひいては層間接続をより確実に達成できるという特有の効果が得られる。
【0115】
(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態について説明する。
【0116】
図19は本実施形態に係るビルドアップ型プリント配線基板の製造方法の流れを図示したフローチャートであり、図20及び図21は同方法の各段階の状態を図示した垂直断面図である。
【0117】
本実施形態では、表面に尖った山形の微小突起を形成した導体板を用い、この導体板上にメッキ処理を部分的に行なうことにより、断面が山型の金属バンプ群を形成する。
【0118】
本実施形態にかかる製造方法では、図19(a)に示したように銅箔のような導体板1を用意する。
【0119】
この導体板1の片面に表面粗化処理を施して(ステップ1f)、図20(a)に示したような表面に尖った山型の微小な凹凸を形成する。表面粗化処理の具体的な方法としては、表面にプレスして凹凸を刻み込む方法、薬品類を使用する方法、砂などの硬い粒子を高速度で表面に衝突させる方法、グラインダーやハンマーなどを用いて機械的に加工する方法など既知の方法を用いることができる。
【0120】
このようにして尖った山型の微小な凹凸を形成した導体板1Aの面にマスキング層5を形成する(ステップ2f)。
【0121】
次にこのマスキング層5の上にマスクパターン21を重ねる。このマスクパターン21には金属バンプを形成する位置に円形パターン22,22,…が穿孔されている。これらの円形パターン22,22,…は金属バンプの自体の直径に相当するので、例えば直径50〜60μm程度の貫通孔として円形パターン22,22,…を形成しておく。このマスクパターン21を重ねた状態で露光して(ステップ3f)、円形パターン22,22,…の部分を反応させ、可溶化する。
【0122】
マスクパターン21を取り外し、現像すると(ステップ4f)、光の当たった部分のマスキング層5のみが可溶化しているので、この部分のみが現像処理で除去され、図20(e)に示したように断面が矩形の穴23,23,…が形成され、これらの穴23,23,…の底部の導体1A表面の尖った微小な凹凸が露出する。
【0123】
次にこの状態で例えば無電解メッキ処理を施して金属を析出させると(ステップ5f)、図20(f)に示したように、これらの穴23,23,…を埋めるようにして略円柱形の金属バンプの根元に相当する金属層3,3,…が形成される。
【0124】
このとき、金属層3,3,…は導体板1A表面の形状に沿って形成されるので、金属層3,3,…の表面は導体板1A表面の尖った微小な凹凸を反映して、図20(f)に示したような尖った山型の凹凸を写し出す。
【0125】
更にこの状態でメッキを継続して行なうと(ステップ6f)、図20(g)のように金属層3,3,…が成長し、断面が尖った山型の金属バンプ6,6,…が形成されるようになる。
【0126】
次いでマスキング層5aを除去し(ステップ7f)、次いで金属バンプ群6,6,…の頭部にハンダ層4を形成すると(ステップ8f)、図20(h)に示したような頭部がハンダ層4で被覆された金属バンプ群6,6,…が形成される。
【0127】
次に図20(i)に示すように、これらの金属バンプ群6,6,…の頭部上にプリプレグ7と更にその上に銅箔などの導体板1´を積層し(ステップ9f)、加熱下にプレスすると(ステップ10f)、図21(a)に示したようにプリプレグ7を金属バンプ群6,6,…が貫通し、プリプレグ7が導体板1´のマット面に接着される。それと同時に、金属バンプ群6,6,…の頭部が導体板1´のマット面に押し付けられ、加熱される。この加熱により頭部のハンダ4が溶融して金属バンプ群6,6,…が導体板1´のマット面にハンダ付けされ、図21(a)に示したようなコア基板が得られる。
【0128】
こうして形成されたコア基板の両面の導体板1,1´についてパターニングすると(ステップ11f)、図21(b)に示したような両面にそれぞれ配線層1a,1´aが形成された二層のコア材26が得られる。
【0129】
なお、更にこのコア材26を用いて4層以上の多層板を形成するには、このコア材26の両面に図20(h)に示したような導体板1Aをプリプレグ7を介して積層し、プレスすることにより更に多層化することができる。
【0130】
本実施形態によれば、導体板1の表面を粗化処理して尖った山型の微細な凹凸を形成して導体板1Aを作り、この導体板1Aの所定の位置に選択的にメッキ処理を施すことにより金属バンプ群6,6,…の頭部を尖った山型の断面形状になるように成形するので、プリプレグを介してプレスする際にプリプレグを貫通し易くなり、ひいては層間接続をより確実に達成できるという特有の効果が得られる。
【0131】
【発明の効果】
本発明によれば、金属バンプ群の先端面が第2の導体層にハンダ付けされているので、層間の電気的接続が確実で信頼性が高く機械的な強度も高いプリント配線基板が得られる。
【0132】
金属バンプ群をメッキ法により導体板上に形成することにより金属バンプ底面を導体板に確実に接続することができるので、金属バンプの底面直径を小型化でき、それにより集積度の向上を図ることができる。
【0133】
エッチング保護層を介在させる場合には、より金属バンプを確実に形成することができる。
【0134】
金属バンプと導体板との接続に高融点ハンダを用いることにより、実装時の層間接続を未然に防止できる。
【0135】
金属バンプの先端面と底面との両方にハンダ付けを行なうことにより、より確実な電気的接続と機械的強度を得ることができる。
【0136】
エッチング処理により1枚の厚板状の導体板から金属バンプ群とバンプ底面側の配線層を形成することにより、工程の短縮化と電気的抵抗の低下を達成できる。
【0137】
ハンダ層の代わりに導電性ペーストを用いて層間接続することにより、工程の簡略化を図ることができる。
【0138】
導体板上に選択的にメッキ処理して金属バンプ群を形成することにより、低コストで環境に対する影響も小さいプリント配線基板の製造方法を提供することができる。
【0139】
また、メッキ処理の手法を工夫するにより金属バンプの断面形状を円柱型からキノコ型や尖った山型に成形することができ、それにより、層間接続を形成しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図2】第1の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図3】第1の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図4】第1の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図5】第2の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図6】第2の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図7】第2の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図8】第2の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図9】第3の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図10】第3の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図11】第3の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図12】第4の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図13】第4の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図14】第5の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図15】第5の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図16】第6の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図17】第6の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図18】第6の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図19】第7の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図20】第7の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図21】第7の実施形態に係るプリント配線基板の各状態を図示した垂直断面図である。
【図22】従来の多層板型プリント配線基板の製造手順を図示した垂直断面図である。
【符号の説明】
7…プリプレグ(絶縁層)、
1…導体板(第1の導体層)、
12…導体板(第2の導体層)、
6…金属バンプ、
4…ハンダ層、
2…エッチング保護層、
18…ハンダ層(第2のハンダ層)、
14…導電性ペースト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed wiring board, and more specifically, a multilayer printed wiring board called a so-called multilayer board in which insulating layers and wiring patterns are alternately stacked to achieve electrical conduction in the thickness direction of the board. And a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of forming a multilayer board, a method of forming a through-hole plating layer in the thickness direction of a laminated body in which an insulating layer and a wiring layer are laminated to achieve electrical conduction in a substrate thickness direction, or a conductive resin Bi pressed into the thickness direction of the prepreg of the insulating substrate with the conical conductor bump group formed by 2 The t (registered trademark) method and the like are known. Among them, Bi is advantageous in terms of high manufacturing efficiency 2 The t method is being widely used.
[0003]
FIG. 22 shows Bi 2 It is the vertical sectional view which showed the manufacture process of t method typically.
[0004]
In this method, as shown in FIG. 22A,
[0005]
By the way, with recent miniaturization of electronic devices, improvement in the degree of integration has been demanded. In order to meet this demand, miniaturization of the diameters of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of forming the
[0007]
Such a defect becomes prominent when the diameter of the conductor bump is 100 μm or less.
[0008]
In order to achieve a sufficient electrical connection, the diameter of the conductor bump is required to be 120 μm or more when passing through a prepreg having a thickness of 60 μm, so that there is a limit in the conventional method to further improve the degree of integration. There's a problem.
[0009]
The present invention has been made to solve the above conventional problems.
[0010]
That is, an object of the present invention is to provide a highly reliable multilayer printed wiring board and a method for manufacturing such a printed wiring board.
[0011]
Furthermore, the present invention provides a multilayer printed wiring board that can form a sufficient electrical connection even if the conductor bumps are reduced in diameter and can cope with further improvement in the degree of integration, and a method for manufacturing such a printed wiring board. The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The printed wiring board of the present invention includes an insulating layer, a first conductor layer stacked on one surface of the insulating layer, a second conductor layer stacked on the other surface of the insulating layer, and the first conductor layer. A metal bump group having a substantially trapezoidal cross-sectional shape, interposed between one conductor layer and the second conductor layer, and formed between a tip surface of the metal bump group and the second conductor layer And a solder layer.
[0013]
In the printed wiring board, examples of the metal bump group include those made of metal plated on the second conductor layer.
[0014]
In addition, a protective metal layer may be further provided between the second conductor layer and the metal bump group.
[0015]
Furthermore, the solder layer is preferably composed of high melting point solder.
[0016]
Further, a second solder layer may be further provided between the first conductor layer and the bottom surface of the metal bump group.
[0017]
Furthermore, the solder layer is preferably composed of high melting point solder having a melting point of 310 to 340 ° C.
[0018]
In the printed wiring board, the first conductor layer and the metal bump may be formed from one thick plate by, for example, an etching method or the like.
[0019]
Another printed wiring board of the present invention includes an insulating layer, a first conductor layer laminated on one surface of the insulating layer, a second conductor layer laminated on the other surface of the insulating layer,
A group of metal bumps interposed between the first conductor layer and the second conductor layer and having a substantially trapezoidal cross-sectional shape;
A conductive paste layer that electrically connects the tip surface of the metal bump group and the second conductor layer;
It comprises.
[0020]
Still another printed wiring board of the present invention includes a core insulating layer, a first core conductor layer laminated on one surface of the core insulating layer, and a second laminated on the other surface of the core insulating layer. Core metal layers, a core metal bump group having a substantially trapezoidal cross-sectional shape, interposed between the first core conductor layer and the second core conductor layer, and a front end surface of the core metal bump group And a core solder layer formed between the first core conductor layer, a first outer insulating layer laminated on the outer side of the first core conductor layer, and an outer side of the first outer insulating layer. A laminated first outer conductor layer, a first outer metal bump group having a substantially trapezoidal cross-sectional shape, interposed between the first core conductor layer and the first outer conductor layer; Formed between the front end surface of the first outer metal bump group and the first core conductor layer or the first outer conductor layer. A first outer solder layer formed, a second outer insulating layer laminated outside the second core conductor layer, and a second outer conductor layer laminated outside the second outer insulating layer. A second outer metal bump group having a substantially trapezoidal cross-sectional shape, interposed between the second core conductor layer and the second outer conductor layer, and the second outer metal bump group. A second outer solder layer formed between the front end surface and the second core conductor layer or the second outer conductor layer.
[0021]
The printed wiring board manufacturing method of the present invention is
Forming an etching protective layer on the rough surface of the first conductor plate;
Plating a copper layer to be a metal bump on the etching protection layer;
Forming a solder layer on a portion corresponding to the upper surface of the metal bump on the copper layer;
Etching the copper layer from above the solder layer to form a substantially conical metal bump group;
Laminating an insulating substrate and a second conductor plate on the tip side of the bump group;
Pressurizing the laminated body under heating to penetrate the metal bump group through the insulating substrate and simultaneously soldering the upper surface of the metal bump group to the second conductor plate;
Patterning the first conductor plate and the second conductor plate;
It comprises.
[0022]
Other printed wiring board manufacturing method of the present invention,
Forming a masking layer in which a through hole is formed in a portion for forming the bottom surface of the metal bump on the rough surface of the first conductor plate;
Forming a metal bump group having a mushroom-shaped cross-sectional shape by performing copper plating on the rough surface of the first conductor plate through the masking layer;
Removing the masking layer;
Laminating an insulating substrate and a second conductor plate on the tip side of the metal bump group;
Pressurizing the laminated body under heating to penetrate the metal bump group through the insulating substrate and simultaneously soldering the upper surface of the metal bump group to the second conductor plate;
Patterning the first conductor plate and the second conductor plate;
It comprises.
[0023]
Another printed wiring board manufacturing method of the present invention is:
Forming a masking layer in which a through hole is formed in a portion for forming the bottom surface of the metal bump on the rough surface of the first conductor plate;
Forming a substantially cylindrical metal bump group by performing a copper plating process on the first conductive plate through the masking layer;
Removing the masking layer;
Laminating an insulating substrate and a second conductor plate on the tip side of the metal bump group;
Pressurizing the laminated body under heating to penetrate the metal bump group through the insulating substrate and simultaneously soldering the upper surface of the metal bump group to the second conductor plate;
Patterning the first conductor plate and the second conductor plate;
It comprises.
[0024]
Still another printed wiring board manufacturing method of the present invention is:
Forming a group of small protrusions having a mountain-shaped cross section on the first conductor plate;
Forming a masking layer having a through-hole in a portion where a metal bump is formed on the surface on which the microprojection group is formed;
Forming a metal bump group having a chevron-shaped cross-section by performing copper plating on the first conductor plate through the masking layer;
Removing the masking layer;
Laminating an insulating substrate and a second conductor plate on the tip side of the metal bump group;
Pressurizing the laminated body under heating to penetrate the metal bump group through the insulating substrate and simultaneously soldering the upper surface of the metal bump group to the second conductor plate;
Patterning the first conductor plate and the second conductor plate;
It comprises.
[0025]
In the present invention, the bump group used for interlayer connection is formed by plating and etching to form a metal bump group, so that a bump group having a smaller diameter can be formed with higher accuracy than the conventional method using the printing technique. Therefore, it is possible to obtain a highly reliable multilayer printed wiring board that can reliably achieve electrical connection even with a small diameter.
[0026]
Further, since the connection between the metal bump group and the conductor plate is performed by soldering, it is possible to form a more reliable electrical connection than a simple mechanical contact.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a flowchart illustrating a flow of a manufacturing method of a build-up type printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 2 to 4 are vertical sectional views illustrating states of the respective steps of the method.
[0028]
As shown in FIG. 1, first, a
[0029]
First, as shown in FIG. 2B, an etching
[0030]
Next, as shown in FIG. 2C, a
[0031]
When the
[0032]
When the
[0033]
When the
[0034]
Next, for example, using a
[0035]
Etching or the like is performed from above the
[0036]
When the remaining
[0037]
Next, on the
[0038]
When pressed in the state of FIG. 3A (step 11), the
[0039]
When the
Next, the
[0040]
As described above, in the printed wiring board according to the present embodiment, the
[0041]
Further, if the diameter of the bottom surface of the
[0042]
In the printed wiring board according to the present embodiment, the solder of the
[0043]
Further, in the present embodiment, the
[0044]
In addition, since an expensive useful metal such as silver paste is not used, it is advantageous in terms of cost and resource saving.
[0045]
The scope of the present invention is not limited to the range described in the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
[0046]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, description may be abbreviate | omitted about the content which overlaps with previous embodiment among embodiment after this embodiment.
[0047]
FIG. 5 is a flowchart illustrating a flow of a manufacturing method of a build-up type printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 6 to 8 are vertical sectional views illustrating states of the respective steps of the method.
[0048]
In the present embodiment, the
[0049]
In this embodiment, a
[0050]
Next, as shown in FIG. 6C, the
[0051]
When the
[0052]
In this state, the substrate is immersed in an etching solution for etching the
[0053]
In the etching solution, the
[0054]
Next, the
[0055]
Next, as shown in FIG. 7A, a
[0056]
When pressed in the state of FIG. 7A (
[0057]
When the
Next, the
[0058]
In the present embodiment, the
[0059]
In addition, the
[0060]
In this embodiment, by using a solder paste instead of the conductive paste, it is possible to obtain a reliable interlayer connection by soldering without taking time and effort.
[0061]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
[0062]
FIG. 9 is a flowchart illustrating the flow of the manufacturing method of the build-up type printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 10 to 11 are vertical sectional views illustrating the states of the steps of the method.
[0063]
In this embodiment, not only soldering is performed between the heads of the
[0064]
In the present embodiment, first, as in the second embodiment, a
[0065]
Next, as shown in FIG. 10C, the
[0066]
Next, as shown in FIG. 10D, a
[0067]
The
[0068]
Next, the
[0069]
Next, a masking layer (not shown) made of a photosensitive resin is formed on the
[0070]
Next, when immersed in an etching solution in this state (
[0071]
The
[0072]
Next, as shown in FIG. 11 (b), the mat surface of the conductor plate 1 'such as copper foil is laminated on the surface of the
[0073]
When the
[0074]
Furthermore, in order to form a multilayer board having four or more layers using this
[0075]
According to the present embodiment, since not only the heads of the
[0076]
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment of the present invention will be described below.
[0077]
FIG. 12 is a flowchart illustrating the flow of the manufacturing method of the build-up type printed wiring board according to the present embodiment, and FIG. 13 is a vertical sectional view illustrating the state of each stage of the method.
[0078]
In this embodiment, the
[0079]
In this embodiment, first, a
[0080]
Next, a masking layer (not shown) made of a photosensitive resin is formed on the
[0081]
Next, when subjected to the etching process in this state (step 6c), the
[0082]
The
[0083]
Next, as shown in FIG. 13 (f), the
[0084]
When the
[0085]
Furthermore, in order to form a multi-layer board having four or more layers using the core material 20, further multilayering is performed by laminating and pressing a substrate as shown in FIG. 13 (f) on both sides of the core material. can do.
[0086]
According to the present embodiment, the
[0087]
In addition, since the number of manufacturing steps is small, an effect of reducing the manufacturing cost can be obtained.
[0088]
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment of the present invention will be described below.
[0089]
FIG. 14 is a flowchart illustrating the flow of a manufacturing method of a build-up type printed wiring board according to the present embodiment, and FIG. 15 is a vertical sectional view illustrating the state of each stage of the method.
[0090]
In this embodiment, a metal bump group is formed by performing a plating process partially on a conductor plate.
[0091]
In the manufacturing method according to this embodiment, a
[0092]
Next, a
[0093]
When the
[0094]
Next, when, for example, an electroless plating process is performed in this state to deposit a metal (
[0095]
Next, the
[0096]
Next, as shown in FIG. 15 (g), a
[0097]
When the
[0098]
Further, in order to form a multilayer board having four or more layers using the core material 24, the
[0099]
According to the present embodiment, since the
[0100]
In addition, since the metal bumps are formed by plating only necessary portions, there is a specific effect that the material is not wasted and a cost advantage can be obtained.
[0101]
Furthermore, since the etching process itself is unnecessary, there is also a specific effect that there is no problem of waste liquid treatment that occurs as a result of etching.
[0102]
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment of the present invention will be described below.
[0103]
FIG. 16 is a flowchart illustrating the flow of a manufacturing method of a build-up type printed wiring board according to the present embodiment, and FIG. 17 is a vertical sectional view illustrating the state of each stage of the method.
[0104]
In the present embodiment, a plating process is partially performed on the conductor plate, and the plating process is continued to form a group of metal bumps having a mushroom type cross section.
[0105]
In the manufacturing method according to this embodiment, a
[0106]
Next, a
[0107]
When the
[0108]
Next, in this state, for example, when an electroless plating process is performed to deposit a metal (step 4e), as shown in FIG. 17 (e), the
[0109]
If plating is continued in this state (
[0110]
Next, the
[0111]
Next, as shown in FIG. 17 (h), a
[0112]
When the
[0113]
Furthermore, in order to form a multilayer board having four or more layers using the
[0114]
According to this embodiment, a plating process is selectively performed on a predetermined position of the
[0115]
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment of the present invention will be described below.
[0116]
FIG. 19 is a flowchart illustrating a flow of a manufacturing method of a build-up type printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 20 and 21 are vertical sectional views illustrating states of the respective steps of the method.
[0117]
In this embodiment, a conductor plate having a mountain-shaped fine protrusion with a sharp point on the surface is used, and a plating process is partially performed on the conductor plate to form a metal bump group having a mountain-shaped cross section.
[0118]
In the manufacturing method according to this embodiment, a
[0119]
A surface roughening treatment is performed on one surface of the conductor plate 1 (
[0120]
In this way, the
[0121]
Next, a
[0122]
When the
[0123]
Next, in this state, for example, when an electroless plating process is performed to deposit a metal (
[0124]
At this time, since the
[0125]
When plating is continued in this state (
[0126]
Next, the
[0127]
Next, as shown in FIG. 20 (i), a
[0128]
When patterning is performed on the
[0129]
Further, in order to form a multilayer board having four or more layers using the
[0130]
According to the present embodiment, the surface of the
[0131]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the front end surface of the metal bump group is soldered to the second conductor layer, a printed wiring board having reliable electrical connection between layers and high mechanical strength can be obtained. .
[0132]
By forming the metal bump group on the conductor plate by plating, the bottom surface of the metal bump can be reliably connected to the conductor plate, so that the diameter of the bottom surface of the metal bump can be reduced, thereby improving the degree of integration. Can do.
[0133]
When an etching protective layer is interposed, metal bumps can be formed more reliably.
[0134]
By using a high melting point solder for the connection between the metal bump and the conductor plate, it is possible to prevent interlayer connection during mounting.
[0135]
By soldering both the front end surface and the bottom surface of the metal bump, more reliable electrical connection and mechanical strength can be obtained.
[0136]
By forming the metal bump group and the wiring layer on the bottom side of the bump from one thick conductive plate by etching, the process can be shortened and the electrical resistance can be reduced.
[0137]
By connecting the layers using a conductive paste instead of the solder layer, the process can be simplified.
[0138]
By selectively plating the conductor plate to form the metal bump group, it is possible to provide a method for manufacturing a printed wiring board with low cost and little influence on the environment.
[0139]
Further, by devising the plating method, the cross-sectional shape of the metal bump can be formed from a cylindrical shape to a mushroom shape or a sharp mountain shape, thereby making it easy to form an interlayer connection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a first embodiment.
FIG. 2 is a vertical sectional view illustrating each state of the printed wiring board according to the first embodiment.
FIG. 3 is a vertical sectional view illustrating each state of the printed wiring board according to the first embodiment.
FIG. 4 is a vertical sectional view illustrating each state of the printed wiring board according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a second embodiment.
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view illustrating states of a printed wiring board according to a second embodiment.
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view illustrating states of a printed wiring board according to a second embodiment.
FIG. 8 is a vertical sectional view illustrating each state of a printed wiring board according to a second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a third embodiment.
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view illustrating states of a printed wiring board according to a third embodiment.
FIG. 11 is a vertical sectional view illustrating each state of a printed wiring board according to a third embodiment.
FIG. 12 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a fourth embodiment.
FIG. 13 is a vertical sectional view illustrating each state of a printed wiring board according to a fourth embodiment.
FIG. 14 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a fifth embodiment.
FIG. 15 is a vertical sectional view illustrating states of a printed wiring board according to a fifth embodiment.
FIG. 16 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a sixth embodiment.
FIG. 17 is a vertical sectional view illustrating each state of a printed wiring board according to a sixth embodiment.
FIG. 18 is a vertical sectional view illustrating each state of a printed wiring board according to a sixth embodiment.
FIG. 19 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 20 is a vertical sectional view illustrating states of a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 21 is a vertical sectional view illustrating each state of a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 22 is a vertical cross-sectional view illustrating a manufacturing procedure of a conventional multilayer board type printed wiring board.
[Explanation of symbols]
7: Prepreg (insulating layer),
1 ... Conductor plate (first conductor layer),
12 ... Conductor plate (second conductor layer),
6 ... Metal bump,
4 ... Solder layer,
2 ... Etching protective layer,
18 ... solder layer (second solder layer),
14: Conductive paste.
Claims (4)
前記銅層上の金属バンプ上面に対応する部分にハンダ層を形成する工程と、
前記ハンダ層をマスキング層として前記銅層をエッチングして略円錐状の金属バンプ群を形成する工程と、
前記金属バンプ群の先端側に絶縁性基板及び第2の導体板を積層して積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱下に加圧して前記金属バンプ群を前記絶縁性基板に貫通させると同時に前記金属バンプ群上面を前記第2の導体板にハンダ付けする工程と、前記第1の導体板及び前記第2の導体板をパターニングする工程と、
を具備することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。Plating a copper layer to be a metal bump on the rough surface of the first conductor plate with or without an etching protective layer;
Forming a solder layer on a portion corresponding to the upper surface of the metal bump on the copper layer;
Etching the copper layer using the solder layer as a masking layer to form a substantially conical metal bump group;
Forming a laminate by laminating an insulating substrate and a second conductor plate on the tip side of the metal bump group ; and
Pressing the laminated body under heating to penetrate the metal bump group through the insulating substrate and simultaneously soldering the upper surface of the metal bump group to the second conductor plate; and the first conductor plate and Patterning the second conductor plate;
A method of manufacturing a printed wiring board, comprising:
前記ハンダ層をマスキング層として前記導体金属をエッチングして略円錐状の金属バンプ群を形成する工程と、Etching the conductor metal using the solder layer as a masking layer to form a substantially conical metal bump group;
前記金属バンプ群の先端側に絶縁性基板及び第2の導体板を積層して積層体を形成する工程と、Forming a laminate by laminating an insulating substrate and a second conductor plate on the front end side of the metal bump group; and
前記積層体を加熱下に加圧して前記金属バンプ群を前記絶縁性基板に貫通させると同時に前記金属バンプ群上面を前記第2の導体板にハンダ付けする工程と、Pressurizing the laminated body under heating to penetrate the metal bump group through the insulating substrate and simultaneously soldering the upper surface of the metal bump group to the second conductor plate;
前記第1の導体板及び前記第2の導体板をパターニングする工程と、Patterning the first conductor plate and the second conductor plate;
を具備することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。A method of manufacturing a printed wiring board, comprising:
前記マスキング層を介して前記第1の導体板の粗面上に銅メッキ処理を施してキノコ型の断面形状を有する金属バンプ群を形成する工程と、
前記マスキング層を除去する工程と、前記金属バンプ群の先端側に絶縁性基板及び第2の導体板を積層して積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱下に加圧して前記金属バンプ群を前記絶縁性基板に貫通させると同時に前記金属バンプ群上面を前記第2の導体板にハンダ付けする工程と、
前記第1の導体板及び前記第2の導体板をパターニングする工程と、
を具備することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。Forming a masking layer in which a through hole is formed in a portion for forming the bottom surface of the metal bump on the rough surface of the first conductor plate;
Forming a metal bump group having a mushroom-shaped cross-sectional shape by performing copper plating on the rough surface of the first conductor plate through the masking layer;
Removing the masking layer, forming a laminate by laminating an insulating substrate and a second conductor plate on the tip side of the metal bump group,
Pressurizing the laminated body under heating to penetrate the metal bump group through the insulating substrate and simultaneously soldering the upper surface of the metal bump group to the second conductor plate;
Patterning the first conductor plate and the second conductor plate;
A method of manufacturing a printed wiring board, comprising:
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