JP4330855B2 - 配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線パターンが板状部材に配設されている配線板の製造方法に係り、特に、配線パターンの微細化に適正を有する配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板状部材に配線パターンを形成し、さらにはそれらの配線パターンの存在する配線層を複数備えた配線板が、様々な用途に用いられている。
【０００３】
両面配線板の従来の製造方法例について図８を参照して説明する。図８は、導電性バンプを配線層間の導通手段として用いる両面配線板の製造方法の一例を示す模式図であり、（ａ）から（ｄ）に向かって手順が進行する。
【０００４】
まず、図８（ａ）に示すように、金属箔（例えば銅箔）１０１上の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ１０２を形成する。導電性バンプ１０２の形成には、例えばスクリーン印刷を用いることができる。そのためには、導電性ペーストとして、例えばペースト状樹脂の中に金属粒（銀、金、銅、ハンダなど）を分散させ、加えて揮発性の溶剤を混合させたものを用意し、これをスクリーン印刷により金属箔１０１上に印刷する。
【０００５】
導電性バンプ１０２は、次述するように絶縁板１０３を貫通するだけの高さが必要なので、一回のスクリーン印刷で必要な高さが得られない場合には、乾燥工程を間に設けながら複数回のスクリーン印刷により高さ方向に継ぎ足して形成し、全体としてほぼ円錐形にすることができる。
【０００６】
次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁板１０３とすべき半硬化状態のプリプレグを金属箔１０１と一体化する。このとき導電性バンプ１０２が絶縁板１０３を貫通しその頭部が露出するようにする。この一体化は、例えば、プリプレグの金属箔１０１に対向する面とは反対側の面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、金属箔１０１の三者を積層プレスすることによって行なうことができる。離型シートは、このプレスのあとはがされる。なお、プリプレグは、例えば、エポキシ樹脂のような硬化性樹脂をガラス繊維のような補強材に含浸させたものである。また、硬化する前には半硬化状態にあり、熱可塑性および熱硬化性を有する。
【０００７】
次に、図８（ｃ）に示すように、導電性バンプ１０２の頭部が露出した絶縁板１０３面に金属箔１０４を配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ１０２の頭部が塑性変形して金属箔１０４との電気的接触が確立し、また絶縁板１０３は完全に硬化する。これにより、絶縁板１０３の両面に配線層を有する両面配線板が形成される。
【０００８】
次に、図８（ｄ）に示すように、両面に位置する金属箔１０１、１０４を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトに従うように）パターニングして、それぞれパターン１０１ａ、１０４ａに加工する。パターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属箔１０１、１０４のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。
【０００９】
なお、このあとは図示しないが、この配線板が応用される用途に応じて、パターン１０１ａ、１０４ａ上を含めてハンダレジストやめっき層の形成、あるいはさらにパターン１０１ａ、１０４ａ上に表面実装部品の実装、半導体チップのフリップチップ実装などを、周知の方法によって行なうことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにして製造される配線板は、実装配線板に用いられるほか、半導体パッケージ用の部材としても用いられ得る。いずれの場合も、より小さい端子ピッチの部品を高密度実装するため配線パターンの微細化が一つの課題である。
【００１１】
図９は、パターニングされたマスク１０５により、細かいパターン１０４ａを形成した場合の拡大模式図であり、図８と対応する部位に同一番号を付してある。マスク１０５のパターニング自体は微細に行ない得るとしても、図９に示すように、マスク１０５による金属箔１０４のエッチングは、通常、ウエット状態で行なわれるため等方的に進行し、適当な段階でエッチングを停止してもパターン１０４ａの絶縁板１０３側の面に広がりが残る。
【００１２】
このため、パターンとしてのラインＬおよびスペースＳの最小寸法は、それぞれ名目で３０μｍ程度が限度である。これ以上微細にすると、スペースＳにエッチング残りが生じたり、エッチングによりラインＬが必要以上に細くなり過ぎたりして収率が悪化する。
【００１３】
本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、配線パターンが板状部材に配設されている配線板の製造方法において、配線パターンをより微細化することが可能な配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る、配線板の製造方法は、金属箔上に導電性バンプを形成する工程と、前記金属箔の前記形成された導電性バンプの存在する側の面に対向して熱硬化性を有する半硬化状態の絶縁板を配置し、前記形成された導電性バンプが前記絶縁板を貫通してその頭部が露出するように、積層加圧して一体化素材を形成する工程と、金属板上にレジストを適用し前記適用されたレジストをパターニングする工程と、前記パターニングされたレジストをマスクに前記金属板上に積層化された金属層を形成する工程と、前記形成された一体化素材の前記絶縁板側の面に対向して前記金属板の前記積層化金属層の存在する側の面を配置し、前記頭部が露出されている前記導電性バンプと前記積層化金属層との電気的接続が確立するように、積層加圧かつ加熱して一体化し両面配線板を形成する工程と、前記形成された両面配線板の前記金属箔の一部をエッチングする工程とを具備することを特徴とする。
【００１６】
すなわち、配線を形成するため、金属板上にレジストを適用してパターニングし、パターニングされたレジストをマスクに金属板上に金属層を形成する。この金属層のパターンは、エッチングにより形成されるものではないのでより微細なパターンとすることができる。このあと、金属層を有する金属板は絶縁板の片面側に着設され、この金属層が、絶縁板を貫通する導電性バンプにより絶縁板の反対側面に存在する金属箔との電気的接続を確立するように、一体化される。これにより、両面配線層間の導通が確立される。一体化されたあとには、容易に、配線たる金属層を形成するための台部材して機能した金属板を例えばエッチングにより除去することができる。
【００１７】
したがって、配線パターンをより微細にすることが可能な、配線板の製造方法を提供することができる。なお、上記で「金属箔」、「金属板」は、特に厚みについて限定を課す趣旨ではない。矛盾のない限りいずれがより厚くてもよい。また、レジストは、フィルム状のドライタイプのものや液体状から固化するタイプのものを用いることができる。これらは以下でも同様である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る、配線板の製造方法は、実施態様として、前記両面配線板の前記エッチングの残留部分たる金属箔上に第２の導電性バンプを形成する工程と、前記両面配線板の前記形成された第２の導電性バンプの存在する側の面に対向して熱硬化性を有する半硬化状態の第２の絶縁板を配置し、前記形成された第２の導電性バンプが前記第２の絶縁板を貫通してその頭部が露出するように、積層加圧して第２の一体化素材を形成する工程と、前記形成された第２の一体化素材の前記第２の絶縁板側の面に対向して、前記両面配線板と同様の構成を有しかつその金属箔の一部がエッチングされている第２の両面配線板の前記金属箔の存在する側の面を配置し、前記頭部が露出されている前記第２の導電性バンプと前記第２の両面配線板の前記金属箔との電気的接続が確立するように、積層加圧かつ加熱して一体化し４層配線板を形成する工程と、前記形成された４層配線板の外側に位置する金属板の少なくとも一部をエッチングする工程とをさらに具備する。
【００２２】
両面配線板を素材として利用し４層配線板を得るものである。
【００２３】
また、実施態様として、金属層を形成する前記工程は、電解めっきによりなされ、かつ前記金属板が電解めっき電流供給導電体として利用される。配線たる金属層の形成を電解めっきにより効率的に行なうものである。ここで、金属板がめっき電流供給導電体となるので、例えば銅パターン上にめっきを施す場合に必要なめっき電流供給用の導電パターンは一切必要とならない。
【００２４】
また、実施態様として、前記金属板は、銅板であり、金属層を形成する前記工程は、前記銅板の上に第１のニッケル層、金層、第２のニッケル層、および銅層の順に形成される。ニッケル層は、銅と金との相互安定を保つための層である。このような金属層の形成および絶縁層との一体化のあと、金属板を例えばエッチングで除去し、さらに第１のニッケル層を例えばエッチングで除去することにより、銅層が地金となり、その上面にニッケル層、さらにその上面に金層が形成された配線パターンを得ることができる。したがって、この微細な配線パターンを例えばボンディングパッドやフリップチップ接続のためのバンプ形成エリアとして使用することができる。
【００２５】
また、本発明に係る配線板の製造方法は、実施態様として、前記金属板のエッチングにより露出された前記積層化金属層の前記第１のニッケル層をエッチングする工程をさらに具備する。金を表層に露出する工程を具備するものである。
【００２６】
また、実施態様として、金属板の少なくとも一部をエッチングする前記工程は、前記金属板を枠状に残すようになされる。金属板を枠状に残すことにより例えば半導体パッケージとしてのフレームにすることができる。
【００３６】
以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１、図２、図３は、本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図である。図１、図２は、それぞれ、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示し、図３は、これらの素材により製造される、半導体チップを封止した半導体パッケージの製造プロセスを示す図である。
【００３７】
まず、ひとつの素材の製造として、図１（ａ）に示すように、金属箔（例えば銅箔）１１上の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ１２を形成する。導電性バンプ１２の形成には、例えばスクリーン印刷を用いることができる。そのためには、導電性ペーストとして、例えばペースト状樹脂の中に金属粒（銀、金、銅、ハンダなど）を分散させ、加えて揮発性の溶剤を混合させたものを用意し、これをスクリーン印刷により金属箔１１上に印刷する。
【００３８】
導電性バンプ１２は、次述するように絶縁板１３を貫通するだけの高さが必要なので、一回のスクリーン印刷で必要な高さが得られない場合には、乾燥工程を間に設けながら複数回のスクリーン印刷により高さ方向に継ぎ足して形成し、全体としてほぼ円錐形にすることができる。
【００３９】
次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁板１３とすべき半硬化状態のプリプレグを金属箔１１と一体化し、配線板素材３１を形成する。このとき導電性バンプ１２が絶縁板１３を貫通しその頭部が露出するようにする。この一体化は、例えば、プリプレグの金属箔１１に対向する面とは反対側面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、金属箔１１の三者を積層プレスすることによって行なうことができる。離型シートは、このプレスのあとはがされる。なお、プリプレグは、例えば、エポキシ樹脂のような硬化性樹脂をガラス繊維のような補強材に含浸させたものである。また、硬化する前には半硬化状態にあり、熱可塑性および熱硬化性を有する。
【００４０】
また、もうひとつの素材の製造として、図２（ａ）に示すように、金属板（例えば銅板、厚さは例えば０．１５ｍｍ）１６の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）にパターニングされたレジスト１７を形成する。このレジスト１７の形成には、例えばフォトレジストの適用、露光など周知の方法を用いることができる。なお、レジスト１７の存在しない金属板１６上部分がのちに配線パターンとなる。
【００４１】
次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト１７をマスクに金属板１６上に金属層２２を形成する。金属層２２は、例えば、図２（ｂ１）に詳細に示すように、下（金属板１６側）からニッケル層１８、金層１９、ニッケル層２０、銅層２１の積層構造を有するように順次形成する。これらの各厚さは、例えば、金属板１６に接するニッケル層１８を０．５μｍ程度、金層１９を０．５μｍ程度、もうひとつのニッケル層２０を５μｍ程度、銅層２１を１５μｍ程度とすることができる。これらの積層金属層の形成には、無電解めっき、電解めっき、いずれを用いてもよいが、電解めっきを用いるとより効率的に形成することができる。電解めっきにおいては、金属板１６をめっき電流供給の導電体として利用することができる。
【００４２】
金属層２２が形成されたら、図２（ｃ）に示すように、レジスト１７を例えば薬液処理により除去する。これにより、金属板１６上に配線パターンとしての金属層２２が形成されたものを、もうひとつの配線板素材３２として得ることができる。この金属層２２のパターンは、レジスト１７のパターニングの微細さに従う微細さを有しており、基本的にフォトレジスト技術が提供する程度まで微細にできる。
【００４３】
次に、以上のようにして得られた配線板素材３１、３２を用いて、図３に示すように、半導体チップを封止する半導体パッケージを製造する。
【００４４】
まず、図３（ａ）に示すように、配線板素材３１の導電性バンプ１２頭部が露出した絶縁板１３面に、配線板素材３２の金属層２２が存在する側の面を配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ１２の頭部を塑性変形させて金属層２２との電気的接触を確立させる。また絶縁板１３は加熱により完全に硬化させる。
【００４５】
なお、この一体化では、金属層２２が、絶縁板１３の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板１３とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。以上より、絶縁板１３の両面に配線層（金属箔１１および金属層２２）を有する両面配線板３３を得ることができる。
【００４６】
次に、図３（ｂ）に示すように、両面配線板３３の両面に位置する金属板１６、金属箔１１を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトまたは構造に従うように）パターニングして、それぞれパターン１６ａ、１１ａに加工する。パターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属板１６、金属箔１１のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。金属板１６、金属箔１１が銅であれば、エッチングには、例えば銅アンモニウム錯イオンを主成分とする薬液や塩化第２銅溶液をエッチング液として使用することができる。
【００４７】
なお、ここでのパターン１１ａ、１６ａの形成は、以下のようにしてもよい。すなわち、上記フォトレジストの適用・露光によって、まず、金属箔１１、金属板１６のめっきすべき領域（パターン１１ａ、１６ａとすべき領域）を残すようにこのレジストをパターニングする。続いて、このレジストをマスクに所定のめっき（例えばニッケル層、続いて金層のめっき）を施し、次に、このめっきパターンをマスクに金属箔１１、金属板１６をエッチング除去する方法である。
【００４８】
また、パターン１６ａは、ここでは、半導体パッケージとしてのフレームとするため絶縁板１３上に枠状に残るように形成しているが、用途に応じてパターン化したりあるいはすべて除去してもよい。いずれの場合も、金属層２２は金属板１６から分離され、絶縁板１３面上の配線パターンとして独立する。独立された金属層２２は、さらに、その内層たる例えば金層１９が露出するように、表層に現れた例えばニッケル層１８が除去される。ニッケル層１８の除去には、例えば過酸化水素水を薬液としたエッチング処理を用いることができる。
【００４９】
このような処理により、金属層２２ａは、表層に例えば金層１９、その下地に例えばニッケル層２０、さらにその地金として例えば銅層２１を有する積層構造の配線パターンとなる。ここでの金層１９は、ボンディング技術による接続にも有用である。
【００５０】
以上のようにして得られた両面配線板を半導体パッケージ用部材として用いることにより、例えば図３（ｃ）に示すような、半導体チップを封止した半導体パッケージを得ることができる。このため、必要な工程としては、パターン１１ａ側の面として、パターン１１ａ上を含めてハンダレジスト２６やめっき層の形成、パターン１１ａに接続されたハンダボール２７の形成などである。
【００５１】
また、金属層２２ａ側の面として、機能面を上に向けての半導体チップ２３のマウント、半導体チップ２３上のボンディングパッドと金属層２２ａとのボンディングワイヤ２４による接続、封止樹脂２５による半導体チップ２３の封止などである。なお、パターン１６ａは、図３（ｃ）に示す場合には、半導体パッケージのフレームとして機能するほか、封止樹脂２５をせき止めるダムとしても機能し得る。これは、封止樹脂２５を液状樹脂のポッティングにより形成する場合に有用である。
【００５２】
以上説明のように、この実施形態では、金属層２２の形成により両面配線板の片面の配線パターンについて微細なパターンとすることが可能である。また、より微細な配線パターンたる金属層２２ａの側には、層間導通手段たる導電性バンプ１２の細い側端部が突き当たる構造となるので、金属層２２ａ側の配線パターンの微細化により好ましい結果を与えることができる。
【００５３】
また、金属層２２ａは、表層に例えば金層１９が露出する形で絶縁板１３上に形成されている。このため、さらに金めっきする工程を必要としない。従来であれば、配線パターン形成後に効率的にこのようなめっきをするためには、必要パターンに共通に電気的接続を有するめっき線をダミーパターンとして配線板上に描いておいてめっき電流供給を行なう必要がある。
【００５４】
また、従来では、このダミーパターンの描かれた配線板部分が、不要部分としてめっき工程のあと除去されるまで、必要パターンとして電気的な導通チェックを行なうことができない。上記実施形態では、金属層２２ａ側の必要パターンとしての導通チェックは、金属板１６が除去されたあとであれば、いくつのも半導体パッケージ用部材たる両面配線板３３がつながった状態においても行なうことができる。
【００５５】
次に、上記実施形態の参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合について、図４、図５を参照して説明する。図４、図５は、参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図である。図４は、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示し、図５は、この素材により製造される、半導体チップを封止した半導体パッケージの製造プロセスを示す図である。なお、すでに説明した構成要素には同一符号を付してある。
【００５６】
この製造方法は、図１ないし図３を用いて説明した上記実施形態たる製造方法と、導電性バンプを形成する対象が異なる。以下この点を中心に説明する。
【００５７】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と全く同じなので、これらの説明は省略する。図４（ｃ）に示すような配線板素材３２が得られたら、次に、図４（ｄ）に示すように、金属層２２上の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ１２ａを形成し、導電性バンプ１２ａを有する配線板素材３４を得る。導電性バンプ１２ａの形成は、すでに述べた導電性バンプ１２の形成と同様の方法で行なうことができる。
【００５８】
次に、図４（ｅ）に示すように、絶縁板１３とすべき半硬化状態のプリプレグを配線板素材３４と一体化し、配線板素材３５を形成する。このとき導電性バンプ１２ａが絶縁板１３を貫通しその頭部が露出するようにする。この一体化は、例えば、プリプレグの金属板１６に対向する面とは反対側面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、配線板素材３４の三者を積層プレスすることによって行なうことができる。離型シートは、このプレスのあとはがされる。
【００５９】
なお、この一体化では、金属層２２が、絶縁板１３の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板１３とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。
【００６０】
次に、以上のようにして得られた配線板素材３５を用いて、図５に示すように、半導体チップを封止する半導体パッケージを製造する。
【００６１】
まず、図５（ａ）に示すように、配線板素材３５の導電性バンプ１２ａ頭部が露出した絶縁板１３面に、金属箔１１を対向配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ１２ａの頭部を塑性変形させて金属箔１１との電気的接触を確立させる。また絶縁板１３は加熱により完全に硬化させる。これにより、絶縁板１３の両面に配線層（金属箔１１および金属層２２）を有する両面配線板３６を得ることができる。
【００６２】
次に、図５（ｂ）に示すように、両面配線板３６の両面の位置する金属板１６、金属箔１１を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトまたは構造に従うように）パターニングして、それぞれパターン１６ａ、１１ａに加工する。これらのパターニング以下の工程、および図５（ｃ）に示す工程については、すでに説明した図３（ｂ）、（ｃ）の説明と同様である。また、主な利点についても同様のことが言える。
【００６３】
この参考例では、図５（ｃ）に示すように、導電性バンプ１２の細い側端部は、パターン１１ａに突き当たる構造になる。したがって、細い側端部が金属層２２ａに突き当たる構造の前述の実施形態ほどには、金属層２２ａ側の配線パターンの微細化に寄与しないが、製造工程としては並列進行工程を必要としないなど単純化が図れる。
【００６４】
また、以上述べた、図１ないし図３を用いて説明した実施形態、ならびに図４および図５を用いて説明した参考例では、両面配線板の片面の配線パターンについてより微細化する方法を述べているが、これらの形態から導かれる方法として、両面配線板の両面の配線パターンについてより微細化する方法も提供することができる。
【００６５】
すなわち、図４（ｅ）に示す配線板素材３５と、図２（ｃ）に示す配線板素材３２とを積層加圧かつ加熱して一体化すれば、両面ともに配線パターンは、金属層２２によるものとなり、両面の配線パターンともにより微細化されるものである。
【００６６】
次に、本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法を、図６、図７を参照して説明する。図６、図７は、本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法としてのプロセスを示す模式図であり、図７は、このプロセスとしての図６の続き図である。図６、図７において、すでに説明した構成要素には同一符号を付してある。
【００６７】
この実施形態は、図１ないし図３を用いて説明した実施形態（または図４および図５を用いて説明した参考例）により得られる両面配線板を素材に用いて４層配線板を形成するものである。４層の配線層を有する配線板とすることにより全体としてより複雑な配線パターンの配線板を提供することができる。
【００６８】
まず、図６（ａ）に示すように、両面配線板３３を用意する。これは、図３（ａ）に至るプロセスと同様のプロセスにより製造されたものである（ただし上下反対に描いてある）。両面配線板３３に代えて、図５（ａ）に示した両面配線板３６を用いてもよい。
【００６９】
次に、図６（ｂ）に示すように、両面配線板３３の片面に位置する金属箔１１を所定に（特定の４層配線板としてのレイアウトに従うように）パターニングしてパターン１１ａに加工し、配線板素材３３ａとする。なお、同様のプロセスにより形成されたもうひとつの配線板素材３３ｂをのちの工程のため用意しておく。ここでのパターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属箔１１のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。金属箔１１が銅であれば、エッチングには、例えば銅アンモニウム錯イオンを主成分とする薬液や塩化第２銅溶液をエッチング液として使用することができる。
【００７０】
次に、図６（ｃ）に示すように、パターン１１ａ上の必要な位置（特定の４層配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ４１を形成する。導電性バンプ４１の形成は、すでに述べた導電性バンプ１２、１２ａの形成と同様の方法で行なうことができる。
【００７１】
次に、図６（ｄ）に示すように、絶縁板４２とすべき半硬化状態のプリプレグを導電性バンプ４１が形成された配線板素材３３ａと一体化する。絶縁板４２とすべきプリプレグは、絶縁板１３とすべきプリプレグと同様のものを用いることができる。一体化においては、導電性バンプ４１が絶縁板４２を貫通しその頭部が露出するようにする。このため、例えば、プリプレグの絶縁板１３に対向する面とは反対側面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、配線板素材３３ａの三者を積層プレスすることによって一体化を行なう。離型シートは、このプレスのあとはがされる。
【００７２】
なお、この一体化では、パターン１１ａが、絶縁板４２の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板４２とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。
【００７３】
次に、図６（ｅ）に示すように、導電性バンプ４１頭部が露出した絶縁板４２面に、上記した両面配線板３３ｂにおけるパターン１１ａ側を対向配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ４１の頭部を塑性変形させて両面配線板３３ｂ側のパターン１１ａとの電気的接触を確立させる。また絶縁板４２は加熱により完全に硬化させる。これにより、内側配線層として２層のパターン１１ａ、外側配線層として金属層２２を有する４層配線板を得ることができる。
【００７４】
なお、この一体化では、両面配線板３３ｂ側のパターン１１ａも、絶縁板４２の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板４２とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。また、導電性バンプは、図６（ｅ）においていちばん下層に位置するものが、下端側太さが上端側太さより細く、中層に位置するものが、下端側太さが上端側太さより太く、いちばん上層に位置するものが、下端側太さが上端側の太さより太くなっている。これらの導電性バンプのうち、いちばん下層に位置するもの、いちばん上層に位置するものについては、その端部太さの配置関係が、両面配線板３３を用いるか両面配線板３６を用いるかにより変わる。
【００７５】
次に、図７（ａ）に示すように、４層配線板の両面の位置する金属板１６を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトまたは構造に従うように）パターニングして、パターン１６ａに加工する。パターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属板１６のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。金属板１６が銅であれば、エッチングには、例えば銅アンモニウム錯イオンを主成分とするエッチング液を使用することができる。これらは、図３（ｂ）、図５（ｂ）での説明と同様である。
【００７６】
また、パターン１６ａは、ここでは、フレームとするため４層基板の片面に枠状に残るように形成しているが、用途に応じてパターン化したりあるいはすべて除去してもよい（ここではフレームとして残したパターン１６ａの反対面はすべて除去している。）。いずれの場合も、金属層２２は、金属板１６から分離され４層基板の両面の絶縁板面上の配線パターンとして独立する。独立された金属層２２は、さらに、その内層たる例えば金層１９が露出するように、表層に現れた例えばニッケル層１８が除去される。ニッケル層１８の除去には、例えば過酸化水素水を薬液としたエッチング処理を用いることができる。
【００７７】
このような処理により、金属層２２ａは、表層に例えば金層１９、その下地に例えばニッケル層２０、さらにその地金として例えば銅層２１を有する積層構造の配線パターンとなる。ここでの金層１９は、例えば、半導体チップのフリップチップ接続に有用である。
【００７８】
以上のようにして得られた４層配線板について、その両面の必要な領域にハンダレジスト４３、４４を形成して図７（ｂ）に示すようにすることができる。さらに、例えば、片面については、金属層２２ａ上にバンプ４６を介して半導体チップ４６をフリップチップ接続し、もう片面については、金属層２２ａ上にハンダボール４７を外部接続端子として設けることができる。これらの工程については、周知の方法を適宜用いてよい。
【００７９】
以上説明のように、この実施形態では、金属層２２の形成により４層配線板の両外側の配線パターンについて微細なパターンとすることが可能である。また、より微細な配線パターンたる金属層２２ａの側には、層間導通手段たる導電性バンプ１２の細い側端部が突き当たる構造とすることが可能であり、金属層２２ａ側の配線パターンの微細化により好ましい結果を与えることができる。
【００８０】
また、両面配線板について、両面ともに配線パターンが金属層２２によるものとなる場合を、すでに説明したが、このような両面とも微細な配線パターンを有する配線板を両面配線板３３または３６に代えて、上記で述べた４層配線板製造プロセスに適用すれば、ほぼ同様の手順により４層配線板において４層すべてを金属層２２によるものにする（すなわち、４層ともにより微細な配線パターンとする）ことも可能である。
【００８１】
なお、このような４層基板においては、内層となる配線層たる金属層２２の形成については、必ずしも、外層となる金属層２２と同様な積層構造にする必要はない。例えば銅層およびニッケル層の２層構造にすることができる。ここで、ニッケル層は、金属板１６が銅である場合に、これがエッチング除去されるときのバリアとなる層である。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明よれば、配線を形成するため、金属板上にレジストを適用してパターニングし、パターニングされたレジストをマスクに金属板上に金属層を形成する。この金属層のパターンは、エッチングにより形成されるものではないのでより微細なパターンとすることができる。
【００８３】
このあと、金属層を有する金属板は絶縁板の片面側に着設され、この金属層が、絶縁板を貫通する導電性バンプにより絶縁板の反対側面に存在する金属箔との電気的接続を確立するように、一体化される。一体化されたあとには、容易に、配線たる金属層を形成するための台部材として機能した金属板を例えばエッチングにより除去することができる。したがって、配線パターンをより微細にすることが可能な配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示す模式図。
【図２】 本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、両面配線板の素材たる他の一部分の製造プロセスを示す模式図。
【図３】 本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、図１、図２に示したプロセスにより製造された素材により、半導体チップを封止した半導体パッケージを製造するプロセスを示す模式図。
【図４】 参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示す模式図。
【図５】 参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、図４に示したプロセスにより製造された素材により、半導体チップを封止した半導体パッケージを製造するプロセスを示す模式図。
【図６】 本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法としてのプロセスを示す模式図。
【図７】 図６の続図であって、本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法としてのプロセスを示す模式図。
【図８】 導電性バンプを配線層間の導通手段として用いる両面配線板の製造方法の一例を示す模式図（従来図）。
【図９】 図８（ｄ）における、パターニングされたマスク１０５により、細かいパターン１０４ａを形成した場合の拡大模式図。
【符号の説明】
１１…金属箔 １１ａ…パターン １２、１２ａ…導電性バンプ １３…絶縁板 １６…金属板 １６ａ…パターン １７…レジスト １８…ニッケル層 １９…金層 ２０…ニッケル層 ２１…銅層 ２２…金属層 ２２ａ…金属層 ２３…半導体チップ ２４…ボンディングワイヤ ２５…封止樹脂 ２６…ハンダレジスト ２７…ハンダボール ３１、３２、３４、３５…配線板素材 ３３、３３ａ、３３ｂ、３６…両面配線板 ４１…導電性バンプ ４２…絶縁板 ４３、４４…ハンダレジスト ４５…半導体チップ ４６…バンプ ４７…ハンダボール
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線パターンが板状部材に配設されている配線板の製造方法に係り、特に、配線パターンの微細化に適正を有する配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板状部材に配線パターンを形成し、さらにはそれらの配線パターンの存在する配線層を複数備えた配線板が、様々な用途に用いられている。
【０００３】
両面配線板の従来の製造方法例について図８を参照して説明する。図８は、導電性バンプを配線層間の導通手段として用いる両面配線板の製造方法の一例を示す模式図であり、（ａ）から（ｄ）に向かって手順が進行する。
【０００４】
まず、図８（ａ）に示すように、金属箔（例えば銅箔）１０１上の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ１０２を形成する。導電性バンプ１０２の形成には、例えばスクリーン印刷を用いることができる。そのためには、導電性ペーストとして、例えばペースト状樹脂の中に金属粒（銀、金、銅、ハンダなど）を分散させ、加えて揮発性の溶剤を混合させたものを用意し、これをスクリーン印刷により金属箔１０１上に印刷する。
【０００５】
導電性バンプ１０２は、次述するように絶縁板１０３を貫通するだけの高さが必要なので、一回のスクリーン印刷で必要な高さが得られない場合には、乾燥工程を間に設けながら複数回のスクリーン印刷により高さ方向に継ぎ足して形成し、全体としてほぼ円錐形にすることができる。
【０００６】
次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁板１０３とすべき半硬化状態のプリプレグを金属箔１０１と一体化する。このとき導電性バンプ１０２が絶縁板１０３を貫通しその頭部が露出するようにする。この一体化は、例えば、プリプレグの金属箔１０１に対向する面とは反対側の面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、金属箔１０１の三者を積層プレスすることによって行なうことができる。離型シートは、このプレスのあとはがされる。なお、プリプレグは、例えば、エポキシ樹脂のような硬化性樹脂をガラス繊維のような補強材に含浸させたものである。また、硬化する前には半硬化状態にあり、熱可塑性および熱硬化性を有する。
【０００７】
次に、図８（ｃ）に示すように、導電性バンプ１０２の頭部が露出した絶縁板１０３面に金属箔１０４を配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ１０２の頭部が塑性変形して金属箔１０４との電気的接触が確立し、また絶縁板１０３は完全に硬化する。これにより、絶縁板１０３の両面に配線層を有する両面配線板が形成される。
【０００８】
次に、図８（ｄ）に示すように、両面に位置する金属箔１０１、１０４を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトに従うように）パターニングして、それぞれパターン１０１ａ、１０４ａに加工する。パターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属箔１０１、１０４のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。
【０００９】
なお、このあとは図示しないが、この配線板が応用される用途に応じて、パターン１０１ａ、１０４ａ上を含めてハンダレジストやめっき層の形成、あるいはさらにパターン１０１ａ、１０４ａ上に表面実装部品の実装、半導体チップのフリップチップ実装などを、周知の方法によって行なうことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにして製造される配線板は、実装配線板に用いられるほか、半導体パッケージ用の部材としても用いられ得る。いずれの場合も、より小さい端子ピッチの部品を高密度実装するため配線パターンの微細化が一つの課題である。
【００１１】
図９は、パターニングされたマスク１０５により、細かいパターン１０４ａを形成した場合の拡大模式図であり、図８と対応する部位に同一番号を付してある。マスク１０５のパターニング自体は微細に行ない得るとしても、図９に示すように、マスク１０５による金属箔１０４のエッチングは、通常、ウエット状態で行なわれるため等方的に進行し、適当な段階でエッチングを停止してもパターン１０４ａの絶縁板１０３側の面に広がりが残る。
【００１２】
このため、パターンとしてのラインＬおよびスペースＳの最小寸法は、それぞれ名目で３０μｍ程度が限度である。これ以上微細にすると、スペースＳにエッチング残りが生じたり、エッチングによりラインＬが必要以上に細くなり過ぎたりして収率が悪化する。
【００１３】
本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、配線パターンが板状部材に配設されている配線板の製造方法において、配線パターンをより微細化することが可能な配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る、配線板の製造方法は、金属箔上に導電性バンプを形成する工程と、前記金属箔の前記形成された導電性バンプの存在する側の面に対向して熱硬化性を有する半硬化状態の絶縁板を配置し、前記形成された導電性バンプが前記絶縁板を貫通してその頭部が露出するように、積層加圧して一体化素材を形成する工程と、金属板上にレジストを適用し前記適用されたレジストをパターニングする工程と、前記パターニングされたレジストをマスクに前記金属板上に積層化された金属層を形成する工程と、前記形成された一体化素材の前記絶縁板側の面に対向して前記金属板の前記積層化金属層の存在する側の面を配置し、前記頭部が露出されている前記導電性バンプと前記積層化金属層との電気的接続が確立するように、積層加圧かつ加熱して一体化し両面配線板を形成する工程と、前記形成された両面配線板の前記金属箔の一部をエッチングする工程とを具備することを特徴とする。
【００１６】
すなわち、配線を形成するため、金属板上にレジストを適用してパターニングし、パターニングされたレジストをマスクに金属板上に金属層を形成する。この金属層のパターンは、エッチングにより形成されるものではないのでより微細なパターンとすることができる。このあと、金属層を有する金属板は絶縁板の片面側に着設され、この金属層が、絶縁板を貫通する導電性バンプにより絶縁板の反対側面に存在する金属箔との電気的接続を確立するように、一体化される。これにより、両面配線層間の導通が確立される。一体化されたあとには、容易に、配線たる金属層を形成するための台部材して機能した金属板を例えばエッチングにより除去することができる。
【００１７】
したがって、配線パターンをより微細にすることが可能な、配線板の製造方法を提供することができる。なお、上記で「金属箔」、「金属板」は、特に厚みについて限定を課す趣旨ではない。矛盾のない限りいずれがより厚くてもよい。また、レジストは、フィルム状のドライタイプのものや液体状から固化するタイプのものを用いることができる。これらは以下でも同様である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る、配線板の製造方法は、実施態様として、前記両面配線板の前記エッチングの残留部分たる金属箔上に第２の導電性バンプを形成する工程と、前記両面配線板の前記形成された第２の導電性バンプの存在する側の面に対向して熱硬化性を有する半硬化状態の第２の絶縁板を配置し、前記形成された第２の導電性バンプが前記第２の絶縁板を貫通してその頭部が露出するように、積層加圧して第２の一体化素材を形成する工程と、前記形成された第２の一体化素材の前記第２の絶縁板側の面に対向して、前記両面配線板と同様の構成を有しかつその金属箔の一部がエッチングされている第２の両面配線板の前記金属箔の存在する側の面を配置し、前記頭部が露出されている前記第２の導電性バンプと前記第２の両面配線板の前記金属箔との電気的接続が確立するように、積層加圧かつ加熱して一体化し４層配線板を形成する工程と、前記形成された４層配線板の外側に位置する金属板の少なくとも一部をエッチングする工程とをさらに具備する。
【００２２】
両面配線板を素材として利用し４層配線板を得るものである。
【００２３】
また、実施態様として、金属層を形成する前記工程は、電解めっきによりなされ、かつ前記金属板が電解めっき電流供給導電体として利用される。配線たる金属層の形成を電解めっきにより効率的に行なうものである。ここで、金属板がめっき電流供給導電体となるので、例えば銅パターン上にめっきを施す場合に必要なめっき電流供給用の導電パターンは一切必要とならない。
【００２４】
また、実施態様として、前記金属板は、銅板であり、金属層を形成する前記工程は、前記銅板の上に第１のニッケル層、金層、第２のニッケル層、および銅層の順に形成される。ニッケル層は、銅と金との相互安定を保つための層である。このような金属層の形成および絶縁層との一体化のあと、金属板を例えばエッチングで除去し、さらに第１のニッケル層を例えばエッチングで除去することにより、銅層が地金となり、その上面にニッケル層、さらにその上面に金層が形成された配線パターンを得ることができる。したがって、この微細な配線パターンを例えばボンディングパッドやフリップチップ接続のためのバンプ形成エリアとして使用することができる。
【００２５】
また、本発明に係る配線板の製造方法は、実施態様として、前記金属板のエッチングにより露出された前記積層化金属層の前記第１のニッケル層をエッチングする工程をさらに具備する。金を表層に露出する工程を具備するものである。
【００２６】
また、実施態様として、金属板の少なくとも一部をエッチングする前記工程は、前記金属板を枠状に残すようになされる。金属板を枠状に残すことにより例えば半導体パッケージとしてのフレームにすることができる。
【００３６】
以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１、図２、図３は、本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図である。図１、図２は、それぞれ、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示し、図３は、これらの素材により製造される、半導体チップを封止した半導体パッケージの製造プロセスを示す図である。
【００３７】
まず、ひとつの素材の製造として、図１（ａ）に示すように、金属箔（例えば銅箔）１１上の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ１２を形成する。導電性バンプ１２の形成には、例えばスクリーン印刷を用いることができる。そのためには、導電性ペーストとして、例えばペースト状樹脂の中に金属粒（銀、金、銅、ハンダなど）を分散させ、加えて揮発性の溶剤を混合させたものを用意し、これをスクリーン印刷により金属箔１１上に印刷する。
【００３８】
導電性バンプ１２は、次述するように絶縁板１３を貫通するだけの高さが必要なので、一回のスクリーン印刷で必要な高さが得られない場合には、乾燥工程を間に設けながら複数回のスクリーン印刷により高さ方向に継ぎ足して形成し、全体としてほぼ円錐形にすることができる。
【００３９】
次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁板１３とすべき半硬化状態のプリプレグを金属箔１１と一体化し、配線板素材３１を形成する。このとき導電性バンプ１２が絶縁板１３を貫通しその頭部が露出するようにする。この一体化は、例えば、プリプレグの金属箔１１に対向する面とは反対側面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、金属箔１１の三者を積層プレスすることによって行なうことができる。離型シートは、このプレスのあとはがされる。なお、プリプレグは、例えば、エポキシ樹脂のような硬化性樹脂をガラス繊維のような補強材に含浸させたものである。また、硬化する前には半硬化状態にあり、熱可塑性および熱硬化性を有する。
【００４０】
また、もうひとつの素材の製造として、図２（ａ）に示すように、金属板（例えば銅板、厚さは例えば０．１５ｍｍ）１６の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）にパターニングされたレジスト１７を形成する。このレジスト１７の形成には、例えばフォトレジストの適用、露光など周知の方法を用いることができる。なお、レジスト１７の存在しない金属板１６上部分がのちに配線パターンとなる。
【００４１】
次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト１７をマスクに金属板１６上に金属層２２を形成する。金属層２２は、例えば、図２（ｂ１）に詳細に示すように、下（金属板１６側）からニッケル層１８、金層１９、ニッケル層２０、銅層２１の積層構造を有するように順次形成する。これらの各厚さは、例えば、金属板１６に接するニッケル層１８を０．５μｍ程度、金層１９を０．５μｍ程度、もうひとつのニッケル層２０を５μｍ程度、銅層２１を１５μｍ程度とすることができる。これらの積層金属層の形成には、無電解めっき、電解めっき、いずれを用いてもよいが、電解めっきを用いるとより効率的に形成することができる。電解めっきにおいては、金属板１６をめっき電流供給の導電体として利用することができる。
【００４２】
金属層２２が形成されたら、図２（ｃ）に示すように、レジスト１７を例えば薬液処理により除去する。これにより、金属板１６上に配線パターンとしての金属層２２が形成されたものを、もうひとつの配線板素材３２として得ることができる。この金属層２２のパターンは、レジスト１７のパターニングの微細さに従う微細さを有しており、基本的にフォトレジスト技術が提供する程度まで微細にできる。
【００４３】
次に、以上のようにして得られた配線板素材３１、３２を用いて、図３に示すように、半導体チップを封止する半導体パッケージを製造する。
【００４４】
まず、図３（ａ）に示すように、配線板素材３１の導電性バンプ１２頭部が露出した絶縁板１３面に、配線板素材３２の金属層２２が存在する側の面を配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ１２の頭部を塑性変形させて金属層２２との電気的接触を確立させる。また絶縁板１３は加熱により完全に硬化させる。
【００４５】
なお、この一体化では、金属層２２が、絶縁板１３の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板１３とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。以上より、絶縁板１３の両面に配線層（金属箔１１および金属層２２）を有する両面配線板３３を得ることができる。
【００４６】
次に、図３（ｂ）に示すように、両面配線板３３の両面に位置する金属板１６、金属箔１１を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトまたは構造に従うように）パターニングして、それぞれパターン１６ａ、１１ａに加工する。パターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属板１６、金属箔１１のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。金属板１６、金属箔１１が銅であれば、エッチングには、例えば銅アンモニウム錯イオンを主成分とする薬液や塩化第２銅溶液をエッチング液として使用することができる。
【００４７】
なお、ここでのパターン１１ａ、１６ａの形成は、以下のようにしてもよい。すなわち、上記フォトレジストの適用・露光によって、まず、金属箔１１、金属板１６のめっきすべき領域（パターン１１ａ、１６ａとすべき領域）を残すようにこのレジストをパターニングする。続いて、このレジストをマスクに所定のめっき（例えばニッケル層、続いて金層のめっき）を施し、次に、このめっきパターンをマスクに金属箔１１、金属板１６をエッチング除去する方法である。
【００４８】
また、パターン１６ａは、ここでは、半導体パッケージとしてのフレームとするため絶縁板１３上に枠状に残るように形成しているが、用途に応じてパターン化したりあるいはすべて除去してもよい。いずれの場合も、金属層２２は金属板１６から分離され、絶縁板１３面上の配線パターンとして独立する。独立された金属層２２は、さらに、その内層たる例えば金層１９が露出するように、表層に現れた例えばニッケル層１８が除去される。ニッケル層１８の除去には、例えば過酸化水素水を薬液としたエッチング処理を用いることができる。
【００４９】
このような処理により、金属層２２ａは、表層に例えば金層１９、その下地に例えばニッケル層２０、さらにその地金として例えば銅層２１を有する積層構造の配線パターンとなる。ここでの金層１９は、ボンディング技術による接続にも有用である。
【００５０】
以上のようにして得られた両面配線板を半導体パッケージ用部材として用いることにより、例えば図３（ｃ）に示すような、半導体チップを封止した半導体パッケージを得ることができる。このため、必要な工程としては、パターン１１ａ側の面として、パターン１１ａ上を含めてハンダレジスト２６やめっき層の形成、パターン１１ａに接続されたハンダボール２７の形成などである。
【００５１】
また、金属層２２ａ側の面として、機能面を上に向けての半導体チップ２３のマウント、半導体チップ２３上のボンディングパッドと金属層２２ａとのボンディングワイヤ２４による接続、封止樹脂２５による半導体チップ２３の封止などである。なお、パターン１６ａは、図３（ｃ）に示す場合には、半導体パッケージのフレームとして機能するほか、封止樹脂２５をせき止めるダムとしても機能し得る。これは、封止樹脂２５を液状樹脂のポッティングにより形成する場合に有用である。
【００５２】
以上説明のように、この実施形態では、金属層２２の形成により両面配線板の片面の配線パターンについて微細なパターンとすることが可能である。また、より微細な配線パターンたる金属層２２ａの側には、層間導通手段たる導電性バンプ１２の細い側端部が突き当たる構造となるので、金属層２２ａ側の配線パターンの微細化により好ましい結果を与えることができる。
【００５３】
また、金属層２２ａは、表層に例えば金層１９が露出する形で絶縁板１３上に形成されている。このため、さらに金めっきする工程を必要としない。従来であれば、配線パターン形成後に効率的にこのようなめっきをするためには、必要パターンに共通に電気的接続を有するめっき線をダミーパターンとして配線板上に描いておいてめっき電流供給を行なう必要がある。
【００５４】
また、従来では、このダミーパターンの描かれた配線板部分が、不要部分としてめっき工程のあと除去されるまで、必要パターンとして電気的な導通チェックを行なうことができない。上記実施形態では、金属層２２ａ側の必要パターンとしての導通チェックは、金属板１６が除去されたあとであれば、いくつのも半導体パッケージ用部材たる両面配線板３３がつながった状態においても行なうことができる。
【００５５】
次に、上記実施形態の参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合について、図４、図５を参照して説明する。図４、図５は、参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図である。図４は、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示し、図５は、この素材により製造される、半導体チップを封止した半導体パッケージの製造プロセスを示す図である。なお、すでに説明した構成要素には同一符号を付してある。
【００５６】
この製造方法は、図１ないし図３を用いて説明した上記実施形態たる製造方法と、導電性バンプを形成する対象が異なる。以下この点を中心に説明する。
【００５７】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と全く同じなので、これらの説明は省略する。図４（ｃ）に示すような配線板素材３２が得られたら、次に、図４（ｄ）に示すように、金属層２２上の必要な位置（特定の両面配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ１２ａを形成し、導電性バンプ１２ａを有する配線板素材３４を得る。導電性バンプ１２ａの形成は、すでに述べた導電性バンプ１２の形成と同様の方法で行なうことができる。
【００５８】
次に、図４（ｅ）に示すように、絶縁板１３とすべき半硬化状態のプリプレグを配線板素材３４と一体化し、配線板素材３５を形成する。このとき導電性バンプ１２ａが絶縁板１３を貫通しその頭部が露出するようにする。この一体化は、例えば、プリプレグの金属板１６に対向する面とは反対側面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、配線板素材３４の三者を積層プレスすることによって行なうことができる。離型シートは、このプレスのあとはがされる。
【００５９】
なお、この一体化では、金属層２２が、絶縁板１３の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板１３とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。
【００６０】
次に、以上のようにして得られた配線板素材３５を用いて、図５に示すように、半導体チップを封止する半導体パッケージを製造する。
【００６１】
まず、図５（ａ）に示すように、配線板素材３５の導電性バンプ１２ａ頭部が露出した絶縁板１３面に、金属箔１１を対向配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ１２ａの頭部を塑性変形させて金属箔１１との電気的接触を確立させる。また絶縁板１３は加熱により完全に硬化させる。これにより、絶縁板１３の両面に配線層（金属箔１１および金属層２２）を有する両面配線板３６を得ることができる。
【００６２】
次に、図５（ｂ）に示すように、両面配線板３６の両面の位置する金属板１６、金属箔１１を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトまたは構造に従うように）パターニングして、それぞれパターン１６ａ、１１ａに加工する。これらのパターニング以下の工程、および図５（ｃ）に示す工程については、すでに説明した図３（ｂ）、（ｃ）の説明と同様である。また、主な利点についても同様のことが言える。
【００６３】
この参考例では、図５（ｃ）に示すように、導電性バンプ１２の細い側端部は、パターン１１ａに突き当たる構造になる。したがって、細い側端部が金属層２２ａに突き当たる構造の前述の実施形態ほどには、金属層２２ａ側の配線パターンの微細化に寄与しないが、製造工程としては並列進行工程を必要としないなど単純化が図れる。
【００６４】
また、以上述べた、図１ないし図３を用いて説明した実施形態、ならびに図４および図５を用いて説明した参考例では、両面配線板の片面の配線パターンについてより微細化する方法を述べているが、これらの形態から導かれる方法として、両面配線板の両面の配線パターンについてより微細化する方法も提供することができる。
【００６５】
すなわち、図４（ｅ）に示す配線板素材３５と、図２（ｃ）に示す配線板素材３２とを積層加圧かつ加熱して一体化すれば、両面ともに配線パターンは、金属層２２によるものとなり、両面の配線パターンともにより微細化されるものである。
【００６６】
次に、本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法を、図６、図７を参照して説明する。図６、図７は、本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法としてのプロセスを示す模式図であり、図７は、このプロセスとしての図６の続き図である。図６、図７において、すでに説明した構成要素には同一符号を付してある。
【００６７】
この実施形態は、図１ないし図３を用いて説明した実施形態（または図４および図５を用いて説明した参考例）により得られる両面配線板を素材に用いて４層配線板を形成するものである。４層の配線層を有する配線板とすることにより全体としてより複雑な配線パターンの配線板を提供することができる。
【００６８】
まず、図６（ａ）に示すように、両面配線板３３を用意する。これは、図３（ａ）に至るプロセスと同様のプロセスにより製造されたものである（ただし上下反対に描いてある）。両面配線板３３に代えて、図５（ａ）に示した両面配線板３６を用いてもよい。
【００６９】
次に、図６（ｂ）に示すように、両面配線板３３の片面に位置する金属箔１１を所定に（特定の４層配線板としてのレイアウトに従うように）パターニングしてパターン１１ａに加工し、配線板素材３３ａとする。なお、同様のプロセスにより形成されたもうひとつの配線板素材３３ｂをのちの工程のため用意しておく。ここでのパターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属箔１１のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。金属箔１１が銅であれば、エッチングには、例えば銅アンモニウム錯イオンを主成分とする薬液や塩化第２銅溶液をエッチング液として使用することができる。
【００７０】
次に、図６（ｃ）に示すように、パターン１１ａ上の必要な位置（特定の４層配線板としてのレイアウトに従う位置）に導電性バンプ４１を形成する。導電性バンプ４１の形成は、すでに述べた導電性バンプ１２、１２ａの形成と同様の方法で行なうことができる。
【００７１】
次に、図６（ｄ）に示すように、絶縁板４２とすべき半硬化状態のプリプレグを導電性バンプ４１が形成された配線板素材３３ａと一体化する。絶縁板４２とすべきプリプレグは、絶縁板１３とすべきプリプレグと同様のものを用いることができる。一体化においては、導電性バンプ４１が絶縁板４２を貫通しその頭部が露出するようにする。このため、例えば、プリプレグの絶縁板１３に対向する面とは反対側面に離型シートをあてがい、この離型シート、プリプレグ、配線板素材３３ａの三者を積層プレスすることによって一体化を行なう。離型シートは、このプレスのあとはがされる。
【００７２】
なお、この一体化では、パターン１１ａが、絶縁板４２の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板４２とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。
【００７３】
次に、図６（ｅ）に示すように、導電性バンプ４１頭部が露出した絶縁板４２面に、上記した両面配線板３３ｂにおけるパターン１１ａ側を対向配置して積層加圧かつ加熱し、一体化する。このとき、導電性バンプ４１の頭部を塑性変形させて両面配線板３３ｂ側のパターン１１ａとの電気的接触を確立させる。また絶縁板４２は加熱により完全に硬化させる。これにより、内側配線層として２層のパターン１１ａ、外側配線層として金属層２２を有する４層配線板を得ることができる。
【００７４】
なお、この一体化では、両面配線板３３ｂ側のパターン１１ａも、絶縁板４２の厚み方向に沈み込んだ構造になる。これは、絶縁板４２とすべきプリプレグの熱可塑性・熱硬化性のためである。また、導電性バンプは、図６（ｅ）においていちばん下層に位置するものが、下端側太さが上端側太さより細く、中層に位置するものが、下端側太さが上端側太さより太く、いちばん上層に位置するものが、下端側太さが上端側の太さより太くなっている。これらの導電性バンプのうち、いちばん下層に位置するもの、いちばん上層に位置するものについては、その端部太さの配置関係が、両面配線板３３を用いるか両面配線板３６を用いるかにより変わる。
【００７５】
次に、図７（ａ）に示すように、４層配線板の両面の位置する金属板１６を所定に（特定の両面配線板としてのレイアウトまたは構造に従うように）パターニングして、パターン１６ａに加工する。パターニングは、例えば、フォトレジストの適用・露光によるマスクの形成、このマスクによる金属板１６のエッチングなど、周知の方法を用いることができる。金属板１６が銅であれば、エッチングには、例えば銅アンモニウム錯イオンを主成分とするエッチング液を使用することができる。これらは、図３（ｂ）、図５（ｂ）での説明と同様である。
【００７６】
また、パターン１６ａは、ここでは、フレームとするため４層基板の片面に枠状に残るように形成しているが、用途に応じてパターン化したりあるいはすべて除去してもよい（ここではフレームとして残したパターン１６ａの反対面はすべて除去している。）。いずれの場合も、金属層２２は、金属板１６から分離され４層基板の両面の絶縁板面上の配線パターンとして独立する。独立された金属層２２は、さらに、その内層たる例えば金層１９が露出するように、表層に現れた例えばニッケル層１８が除去される。ニッケル層１８の除去には、例えば過酸化水素水を薬液としたエッチング処理を用いることができる。
【００７７】
このような処理により、金属層２２ａは、表層に例えば金層１９、その下地に例えばニッケル層２０、さらにその地金として例えば銅層２１を有する積層構造の配線パターンとなる。ここでの金層１９は、例えば、半導体チップのフリップチップ接続に有用である。
【００７８】
以上のようにして得られた４層配線板について、その両面の必要な領域にハンダレジスト４３、４４を形成して図７（ｂ）に示すようにすることができる。さらに、例えば、片面については、金属層２２ａ上にバンプ４６を介して半導体チップ４６をフリップチップ接続し、もう片面については、金属層２２ａ上にハンダボール４７を外部接続端子として設けることができる。これらの工程については、周知の方法を適宜用いてよい。
【００７９】
以上説明のように、この実施形態では、金属層２２の形成により４層配線板の両外側の配線パターンについて微細なパターンとすることが可能である。また、より微細な配線パターンたる金属層２２ａの側には、層間導通手段たる導電性バンプ１２の細い側端部が突き当たる構造とすることが可能であり、金属層２２ａ側の配線パターンの微細化により好ましい結果を与えることができる。
【００８０】
また、両面配線板について、両面ともに配線パターンが金属層２２によるものとなる場合を、すでに説明したが、このような両面とも微細な配線パターンを有する配線板を両面配線板３３または３６に代えて、上記で述べた４層配線板製造プロセスに適用すれば、ほぼ同様の手順により４層配線板において４層すべてを金属層２２によるものにする（すなわち、４層ともにより微細な配線パターンとする）ことも可能である。
【００８１】
なお、このような４層基板においては、内層となる配線層たる金属層２２の形成については、必ずしも、外層となる金属層２２と同様な積層構造にする必要はない。例えば銅層およびニッケル層の２層構造にすることができる。ここで、ニッケル層は、金属板１６が銅である場合に、これがエッチング除去されるときのバリアとなる層である。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明よれば、配線を形成するため、金属板上にレジストを適用してパターニングし、パターニングされたレジストをマスクに金属板上に金属層を形成する。この金属層のパターンは、エッチングにより形成されるものではないのでより微細なパターンとすることができる。
【００８３】
このあと、金属層を有する金属板は絶縁板の片面側に着設され、この金属層が、絶縁板を貫通する導電性バンプにより絶縁板の反対側面に存在する金属箔との電気的接続を確立するように、一体化される。一体化されたあとには、容易に、配線たる金属層を形成するための台部材として機能した金属板を例えばエッチングにより除去することができる。したがって、配線パターンをより微細にすることが可能な配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示す模式図。
【図２】 本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、両面配線板の素材たる他の一部分の製造プロセスを示す模式図。
【図３】 本発明の一実施形態に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、図１、図２に示したプロセスにより製造された素材により、半導体チップを封止した半導体パッケージを製造するプロセスを示す模式図。
【図４】 参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、両面配線板の素材たる一部分の製造プロセスを示す模式図。
【図５】 参考例に係る配線板の製造方法を、半導体チップを封止する半導体パッケージの製造に応用する場合のプロセスを示す模式図であって、図４に示したプロセスにより製造された素材により、半導体チップを封止した半導体パッケージを製造するプロセスを示す模式図。
【図６】 本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法としてのプロセスを示す模式図。
【図７】 図６の続図であって、本発明の他の実施形態に係る配線板の製造方法としてのプロセスを示す模式図。
【図８】 導電性バンプを配線層間の導通手段として用いる両面配線板の製造方法の一例を示す模式図（従来図）。
【図９】 図８（ｄ）における、パターニングされたマスク１０５により、細かいパターン１０４ａを形成した場合の拡大模式図。
【符号の説明】
１１…金属箔 １１ａ…パターン １２、１２ａ…導電性バンプ １３…絶縁板 １６…金属板 １６ａ…パターン １７…レジスト １８…ニッケル層 １９…金層 ２０…ニッケル層 ２１…銅層 ２２…金属層 ２２ａ…金属層 ２３…半導体チップ ２４…ボンディングワイヤ ２５…封止樹脂 ２６…ハンダレジスト ２７…ハンダボール ３１、３２、３４、３５…配線板素材 ３３、３３ａ、３３ｂ、３６…両面配線板 ４１…導電性バンプ ４２…絶縁板 ４３、４４…ハンダレジスト ４５…半導体チップ ４６…バンプ ４７…ハンダボール
Claims (6)
- 金属箔上に導電性バンプを形成する工程と、
前記金属箔の前記形成された導電性バンプの存在する側の面に対向して熱硬化性を有する半硬化状態の絶縁板を配置し、前記形成された導電性バンプが前記絶縁板を貫通してその頭部が露出するように、積層加圧して一体化素材を形成する工程と、
金属板上にレジストを適用し前記適用されたレジストをパターニングする工程と、
前記パターニングされたレジストをマスクに前記金属板上に積層化された金属層を形成する工程と、
前記形成された一体化素材の前記絶縁板側の面に対向して前記金属板の前記積層化金属層の存在する側の面を配置し、前記頭部が露出されている前記導電性バンプと前記積層化金属層との電気的接続が確立するように、積層加圧かつ加熱して一体化し両面配線板を形成する工程と、
前記形成された両面配線板の前記金属箔の一部をエッチングする工程と
を具備することを特徴とする配線板の製造方法。 - 前記両面配線板の前記エッチングの残留部分たる金属箔上に第２の導電性バンプを形成する工程と、
前記両面配線板の前記形成された第２の導電性バンプの存在する側の面に対向して熱硬化性を有する半硬化状態の第２の絶縁板を配置し、前記形成された第２の導電性バンプが前記第２の絶縁板を貫通してその頭部が露出するように、積層加圧して第２の一体化素材を形成する工程と、
前記形成された第２の一体化素材の前記第２の絶縁板側の面に対向して、前記両面配線板と同様の構成を有しかつその金属箔の一部がエッチングされている第２の両面配線板の前記金属箔の存在する側の面を配置し、前記頭部が露出されている前記第２の導電性バンプと前記第２の両面配線板の前記金属箔との電気的接続が確立するように、積層加圧かつ加熱して一体化し４層配線板を形成する工程と、
前記形成された４層配線板の外側に位置する金属板の少なくとも一部をエッチングする工程と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の配線板の製造方法。 - 金属層を形成する前記工程は、電解めっきによりなされ、かつ前記金属板が電解めっき電流供給導電体として利用されることを特徴とする請求項１または２記載の配線板の製造方法。
- 前記金属板は、銅板であり、金属層を形成する前記工程は、前記銅板の上に第１のニッケル層、金層、第２のニッケル層、および銅層の順に形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の配線板の製造方法。
- 前記金属板のエッチングにより露出された前記積層化金属層の前記第１のニッケル層をエッチングする工程をさらに具備することを特徴とする請求項４記載の配線板の製造方法。
- 金属板の少なくとも一部をエッチングする前記工程は、前記金属板を枠状に残すようになされることを特徴とする請求項２記載の配線板の製造方法。
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