JP4793690B2 - 導電性バンプの形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、導電性バンプの形成方法に関するものである。

従来より、多層配線版の製造方法として、導電層上に導電性ペーストをスクリーン印刷して略円錐状の導電性バンプを形成し、この上に絶縁層を介して他の導電層を重ねて合わせプレスすることによって、絶縁層両面の導電層間に電気的導通を形成させる方法が知られている。

この導電性バンプには、絶縁層の厚さ方向に導電性バンプを貫通させるのに十分な高さが必要とされる。また、配線板として必要とされるファインピッチ化が更に進むと、高さを維持したままで底面積に対して相対的に高さが高い形状、いわゆる高アスペクト比を備えた形状であることが求められている。

しかし、現状の導電性バンプの形成方法では、スクリーン印刷（スキージ工程）１回当たりの導電性ペーストによるバンプ形成高さが十分でないために、印刷を多数回繰り返し行うことが一般になされている。そのため、導電性ペーストを一回印刷するたびに乾燥工程と位置合わせ工程とが必要になっており、これらの各工程を十分な高さの導電性バンプが形成されるまで繰り返さなければならなかった。

よって、工数が多くて、ファインピッチ化の要請に応える高精度の基板を効率的に製造することおよび製造コストの低減を図ることが困難であった。
特開平６−３４２９７７号公報 特開平６−３５０２５８号公報 特開２００４−６５７７号公報

本発明は、従来よりも少ない工程で十分な高さの導電性バンプを形成する方法を提供するものである。

本発明による導電性バンプの形成方法は、（イ）バンプ形状を形成させる凹部を有する型材の、その凹部内に導電性ペーストを充填する工程、（ロ）この凹部内の充填物上に基材を重ね合わせ、合わせた状態で前記導電性ペーストを硬化する工程、および（ハ）この凹部内の充填物を基材上に転写する工程、を含むことを特徴とするものである。

このような本発明による導電性バンプの形成方法は、好ましい態様として、前記工程（ハ）を、前記凹部の内壁面と前記充填物との界面に、前記凹部内に連通した細孔を通して気体を流入させつつを行なうもの、を包含する。

本発明による導電性バンプの形成方法は、従来の導電性ペーストを多数回繰り返し塗工し、所望の高さになるまで塗工層を累積して導電性バンプを形成する方法とは異なって、少ない工程数で十分な高さの導電性バンプを形成することができる。

よって、本発明によれば、従来よりも効率的かつ低コストで導電性バンプを形成することができる。そして、工程数の低減化は、より高精度の導電性バンプならびに配線基板を製造するうえでも有利である。

本発明による導電性バンプの形成方法は、本発明による導電性バンプの形成方法は、（イ）バンプ形状を形成させる凹部を有する型材の、その凹部内に導電性ペーストを充填する工程、（ロ）この凹部内の充填物上に基材を重ね合わせ、合わせた状態で前記導電性ペーストを硬化する工程、および（ハ）この凹部内の充填物を基材上に転写する工程、を含むことを特徴とするものである。

以下、本発明を必要に応じて図面を参照しながら説明する。
図１Ａ〜図１Ｆは、本発明による導電性バンプの形成方法の特に好ましい具体例を示すものである。

本発明では、好ましくは、必要に応じて、図１Ａに示されるに、バンプ形状を形成させる凹部１を有する型材２の、その凹部１の内壁面に離型剤３の付与を行うことができる。好ましい離型剤３の具体例としては、例えば、シリコーン樹脂、テフロン、フッ素系樹脂等を挙げることができる。この中では、特にシリコーン樹脂およびフッ素系樹脂が好ましい。離型剤３の付与は、好ましくは凹部１の内壁面の全面（即ち、凹部１の内部の側壁面および底面）にわたって行うことが好ましいが、離型剤３の付与による効果が得られるならば、離型剤３は凹部１の内壁面の全面に付与する必要はなく、凹部１の内壁面の一部分のみに付与することができる。また、離型剤３は、凹部１の内壁面の全面わたって均一に付与する必要はなく、部分的に厚い部分あるいは薄い部分が存在していてもよい。ここで、「凹部の内壁面に離型剤を付与する」とは、離型剤を導電性ペースト中に予め配合しておいて、導電性ペーストを凹部１に充填すると同時に型材２の内壁面に付与する態様も包含する。

本発明による導電性バンプの形成方法における工程（イ）は、例えば図１Ｂに示されるように、バンプ形状を形成させる凹部１を有する型材２の上に、凹部１との対応位置に開口部を有するマスク４を載置し、このマスク４の表面に沿ってスキージ５をマスク４の断面方法に押圧を加えながら移動させることによって、凹部１を有する型材２のその凹部１に導電性ペースト６を充填することによって行うことが好ましい。マスク４としては、例えばスクリーンマスクおよびメタルマスク等が好ましい。凹部１の形状、大きさおよび配置等は、所望とする導電性バンプ並びに配線基板が得られるように定めることができる。

導電性ペーストとしては、従来から用いられてきた導電性ペーストの中から適当なものを選択して用いることができる。また、必要に応じ適宜変更を加えて用いることができる。本発明において特に好ましい導電性ペーストとしては、樹脂バインダー中に導電性微粒子を、樹脂成分の合計１００質量部に対して３００〜１１００質量部分散させてなり、必要に応じ更に溶剤からなるものを挙げることができる。好ましい樹脂バインダーとしては、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができ、好ましい導電性微粒子としては、銅、金、銀等の金属微粒子を挙げることができる。

スキージ５による導電性ペーストの充填を１回もしくは複数回行った後、導電性ペーストが固化する前に、マスク４を型材２から剥離する。この剥離の際、導電性ペーストは所定の粘度を有していることから、マスク４の開口部内に存在していた導電性ペースト６ａの一部が下方に位置する凹部１の導電性ペースト６ｂ側に移行して、その結果、凹部１内に充填された導電性ペースト６ｂの表面には、図１Ｃに示されるように、導電性ペーストの盛り上がり部が形成される場合、即ち、型材２の凹部１に凹部１内の容積を越える導電性ペーストが充填されて導電性ペーストの盛り上がり部が形成される場合、がある。

この盛り上がり部の高さならびに形状等は、マスク４の開口径、厚さ、材質、導電性ペーストの成分や性状（例えば、樹脂バインダーの種類、導電性微粒子の種類やその配合量、粘度）、温度およびマスク４の剥離速度等によって、制御することができる。

本発明では、次いで、この凹部１内の充填物に基材７を重ね合わせ、合わせた状態でペーストを硬化する工程（ロ）が行われる（図１Ｄ）。ペーストの硬化は通常熱処理によって行う。熱処理の温度、処理時間および回数等は、ペーストの種類や硬度等を考慮して適宜定めることができる。例えば、ペーストが十分な硬度のものとなるような十分な温度、時間の熱処理を１回行うことができるし、これより緩やかな熱処理条件でペーストを半硬化させた後に再度熱処理を行うことにより、最終的に十分な硬度の硬化物を得ることもできる。

上記の基板７は、多層配線基板に組み立てられた後において、その多層配線基板の導電層として機能するものであることから、通常、導電性が良好な材料から形成される。本発明では、従来の一般的な多層配線基板において配線層材料として用いられてきた基板を、この基板１として用いることができる。本発明において特に好ましい基板７としては、銅等の金属箔からなる基板を挙げることができる。ペーストの硬化温度は、４０℃〜２００℃、好ましくは６０℃〜１８０℃、である。

本発明では、次いで、前記の型材２と基材７とを分離して、前記充填物を前記基材に転写する工程（ハ）が行われる（図１Ｅ）。工程（イ）に先だって、離型剤３の付与がなされているときは、凹部１内の充填物と凹部１の内壁面との間の付着強度が低く制御されているので、凹部１内部の充填物を前記基材に確実に転写することができる。

本発明では、工程（ハ）を、前記凹部の内壁面と前記充填物との界面に、前記凹部内に連通した細孔を通して気体を流入させつつを行なうことが特に好ましい。このような工程（ハ）は、図１Ａに示される型２の代わりに、好ましくは図１Ｆに示されるような、凹部１１内に連通した細孔８を有する型２２を用いることによって行うことができる。この場合、工程（イ）〜（ハ）においても型２２が用いられる。細孔８を通して凹部１１内に流入させる気体としては、実質的な悪影響がないものならば任意の気体を用いることができる。本発明では空気が特に好ましい。

このような凹部の内壁面と充填物との界面に凹部内に連通した細孔を通して気体を流入させつつを行なう工程（ハ）では、離型剤３の付与と気体流入との相乗的作用によって、凹部１１内部の充填物を基材７に更に確実に転写することができる。

基材７に転写された突起物は、多層配線基板の組み立ての際に絶縁性層（プリプレグ）を貫通するのに十分な硬度を有するものであり、導電性バンプとしての機能を有するものである。

本発明では、上記の工程（イ）〜（ハ）の実施によって所望の高さを有する導電性バンプを形成することができるので、効率的かつ低コストで導電性バンプを形成することができる。

＜実施例１＞
フェノール樹脂５０質量部、メラミン樹脂５０質量部、銀粉７００質量部、体質顔料１０質量部、溶剤としてブチルカルビトールアセテート４５質量部を混合し、３本ロールで充分に混錬して、導電性ペースト組成物を調製した。この導電性ペースト組成物は、粘度が２５０Ｐａ・ｓ／２５℃、チキソ指数が０．５０のものであった。

一方、開口部の直径が２２０μｍ、深さ２００μｍ、底部の直径５０μｍである凹部が、６００μｍの間隔（各凹部の中心間距離）で多数形成された、ＳＵＳ製の型材を用意し、この型材の各凹部内の側壁面および底面部に離型剤（シリコーン樹脂）を施した。

直径２２０μｍの孔を有する版厚０．２ｍｍのアルミニウム製のメタルマスク版を、上記の型材の上に、このメタルマスクの各孔と上記型材の各凹部の開口部の位置とがそれぞれ一致するように重ね合わせた。

そして、前記で調製した導電性ペースト組成物を、雰囲気条件を温度２０℃、湿度５０％の環境下で、硬度８０°のウレタン樹脂製のスキージを使用して、前記メタルマスクの孔部および前記型材の凹部内に充填した。

次いで、メタルマスクを型材から剥離した。剥離した後、型材の凹部上方には導電性のペースト組成物の盛り上がり部が形成されていた。

その後、厚さ１８μｍの銅箔を、前記のメタルマスクを剥離した後の型材の表面に重ね合わせて、ゴムロールによって押圧した。押圧した後に、ペーストを加熱（１２０℃／３分間）して半硬化させる。その後、前記型材の各凹部の底面に連通した細孔から各凹部内に空気を供給しながら銅箔を剥離したところ、型材の凹部に充填されていた導電性ペースト並びに盛り上がり部の導電性ペーストが転写されることによって導電性バンプが形成された銅箔が得られた。次いで、１６０℃、２０分間の本硬化処理を行った。得られた導電性バンプの高さは１８０μｍのであった。なお、型材の全ての凹部に充填された導電性ペーストは銅箔にもれなく転写され、剥離後に導電性ペーストが残存したままになる凹部はなかった。

本発明による導電性バンプの形成方法の工程を示す図

符号の説明

１、１１ 凹部
２、２２ 型材
３ 離型剤
４ マスク
５ スキージ
６、６ａ、６ｂ 導電性ペースト
７ 基板
８ 細孔

Claims (3)

1. （イ）バンプ形状を形成させる凹部を有する型材の上に、この凹部との対応位置に開口部を有するマスクを載置し、このマスクの開口部を介して前記型材の凹部内に導電性ペーストを充填する工程、（ロ）導電性ペーストが固化する前に前記型材から前記マスクを剥離して、この剥離の際に導電性ペーストの盛り上がり部を形成させた後、この凹部内の充填物および前記導電性ペーストの盛り上がり部の上に基材を重ね合わせ、合わせた状態で前記導電性ペーストを硬化する工程、および（ハ）この凹部内の充填物を基材上に転写する工程、を含むことを特徴とする、導電性バンプの形成方法。
2. 前記工程（ハ）を、前記凹部の内壁面と前記充填物との界面に、前記凹部内に連通した細孔を通して気体を流入させつつ行なう、請求項１に記載の導電性バンプの形成方法。
3. 前記導電性ペーストの盛り上がり部が、その中央部の高さが周縁部よりも高いものである、請求項１または２に記載の導電性バンプの形成方法。

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