JP4798858B2 - 柱状金属体の形成方法及び多層配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層配線基板の配線層間の導電接続などに利用できる柱状金属体の形成方法、及びそれを利用した多層配線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器等の小形化や軽量化に伴い、電子部品の小形化が進められると共に、電子部品を実装するための配線基板に対して高密度化の要求が高まっている。配線基板を高密度化するには、配線層自体の配線密度を高くする方法や配線層を複数積層することで多層構造とする方法などが採られている。
【0003】
多層配線基板を製造する方法には、複数の基材にそれぞれ配線層を形成した上で、基材の間に絶縁シートを介在させて接合等を行う接合方式と、配線パターンの形成された基材の上に絶縁層を形成し、この絶縁層の上に配線パターンを形成するといった具合に、絶縁層と配線パターンの形成を順次繰り返すことにより積層構造を形成していくビルドアップ方式とが存在する。
【0004】
一方、多層配線基板では、それぞれの配線層間で回路設計に応じた導電接続を行う必要がある。このため、上下の配線層間を導電接続すべく、バイアホールの内壁面に銅メッキ層を形成したものや、バイアホールの内部に柱状導電体を形成した多層配線基板が存在する。
【0005】
後者の構造を有する多層配線基板の製造方法としては、特開平6−314878号公報に、下層の配線層に柱状金属体を形成した後、上層の配線層を形成することで、配線層間を導電接続する方法が開示されている。これについて図8に基づき説明する。
【0006】
まず、基材41の表面にスパッタリング等により導電性薄膜層42を形成し(同図(1)参照)、その上にめっき用レジスト等を用いて電解銅めっきによりパターン形成を行う(同図(2)参照)。次に、めっき用レジストを一様に塗布し、露光・現像して、バイアホールの逆のレジストパターン44を形成し(同図(3)参照)、次いで、導電性薄膜層42側から導通をとり、電解銅めっきによって上記レジストパターン44の凹部45に金属銅を堆積させて、バイアホールに相当する銅製柱状体46を形成する(同図(4)参照)。続いて、レジストパターン44を剥離除去し、さらに露出した導電性薄膜層42をエッチングによって除去する(同図(5)参照)。次に、絶縁性樹脂47を全面に塗布し(同図(6)参照)、銅製柱状体46の高さと面一となるようにプレス装置等で加熱加圧を行ない平坦化させる(同図(7)参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、実際の回路設計の要求に応じて、複数の銅製柱状体を電解めっきによって形成する場合に、銅製柱状体の高さが不均一になり易く、特に高密度化のために小径の銅製柱状体を形成する場合に、高さの不均化が顕著で、しかも後加工によって高さを揃えるのが困難になるということが判明した。即ち、銅製柱状体が偏らない位置(例えば等間隔)に形成される場合には、金属イオン等の移動(即ち電流密度)が均一となるが、実際の回路設計では偏った位置に銅製柱状体が形成されるため、メッキ時の電流密度が不均一となり、銅製柱状体の高さが不均一となる(例えば最大高さ/最小高さ=2〜4倍となったり、電流密度が大きくなりすぎて銅製柱状体が形成されない部分が生じる)ことが判明した。
【0008】
そして、銅製柱状体の高さが不均一となると上層の形成工程が困難になるため、高さを均一化するための後加工が必要となるが、それに費やす時間が大きくなったり、加工上の問題も生じ易くなる。更に問題となるのは、このようなメッキ時の電流密度の不均一性は、配線基板の回路設計ごとに相違するため、仮にある配線基板で部分的に電流密度が過大にならないようにメッキ電流を設定しても、他の回路設計の配線基板では、設定を変える必要があり、再び条件出しを行わなければならないという問題があった。
【0009】
一方、WO00/52977号公報には、柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、下層の配線層の非パターン部を含めた全面に被覆して保護金属層を形成し、その保護金属層の全面に前記柱状金属体を構成する金属のメッキ層を電解メッキにより形成した後、そのメッキ層の柱状金属体を形成する表面部分にマスク層を形成し、メッキ層のエッチングを行った後、保護金属層の浸食が可能なエッチングを行って、非パターン部を被覆する保護金属層を除去する多層配線基板の製造方法が開示れさている。そして、この製造方法によると、簡易な設備と従来工程の組合せで製造が行え、配線層の細線化が可能で、しかも配線基板の信頼性が高い多層配線基板が得られる。
【0010】
しかし、この方法で得られる柱状金属体は、エッチングで形成されるため、理想的な円柱形状と比べて下側が広がった形状や中間の高さで小径化した形状になり易く、更に高密度化のために柱状金属体を小径化する場合に、不利となる側面があった。
【0011】
そこで、本発明の目的は、柱状金属体の形状を制御して更なる小径化が可能で、その高さを均一化することができ、しかも回路設計ごとにメッキ電流を設定し直す必要が殆どない柱状金属体の形成方法、及びそれを利用した多層配線基板の製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究したところ、上記国際公報の発明において、メッキ時に内部に柱状金属体を形成する環状レジストを設けることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0013】
即ち、本発明の柱状金属体の形成方法は、配線層又は配線パターンを有さない金属層に柱状金属体を形成する柱状金属体の形成方法において、
(a)その柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、前記配線層又は前記金属層の略全面に被覆して保護金属層を形成する工程、
(b)その保護金属層の前記柱状金属体を形成する位置の周囲部に、その形成のための開口部を有し開口部周囲へのメッキをレジストする複数の環状レジストを形成する工程、
(c)その環状レジストから露出する前記保護金属層に、前記柱状金属体を構成する金属のメッキ層を、その高さが前記環状レジストと略同じ又はそれ以下になるように電解メッキにより形成する工程、
(d)前記環状レジストの少なくとも前記開口部を被覆するマスク層を形成する工程、及び
(e)前記メッキ層のうち、前記マスク層に被覆されていない部分のエッチングを行う工程、を含むことを特徴とする。
【0014】
上記において、前記(b)工程が、前記保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って前記環状レジストを形成することが好ましい。
【0015】
また、前記(a)工程が、予めパターン形成した前記配線層の非パターン部を含めた略全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後、更に略全面に電解メッキを行って前記保護金属層を形成することが好ましい。
【0016】
あるいは、前記(a)工程が、絶縁層の略全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後にパターン形成した下層の配線層に対し、その略全面に電解メッキを行って前記保護金属層を形成することが好ましい。
【0017】
更に、前記柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記保護金属層を構成する別の金属が、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金であることが好ましい。
【0018】
一方、本発明の多層配線基板の製造方法は、上記いずれかに記載の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含むものである。
【0019】
[作用効果]
本発明の柱状金属体の形成方法によると、柱状金属体を形成するための開口部を有し、開口部周囲へのメッキをレジストする環状レジストを形成するため、実施例の結果が示すように、従来技術のように全面にメッキレジスト(開口部は存在する)を形成する場合と比べて、柱状金属体の高さを均一化することができる。その理由は、環状レジストの外側の広い領域にもメッキが生じるため、柱状金属体の形成位置が偏った場合でも、全体の電流密度に影響を生じさせにくくなるためと推定される。このため回路設計が異なっても、配線基板の面積が同じであれば全体の電流を殆ど変化させる必要がなくなり、メッキ電流の設定が従来技術と比較して極めて容易になる。また、環状レジストを形成せずに、エッチングにより柱状金属体を形成する場合と比較して、柱状金属体の形状が制御し易くなるため、更なる小径化が可能となる。更に、保護金属層を形成するため、電解メッキのための導通が可能となると共に、環状レジストから露出する部分の配線層等がメッキ層のエッチング時にエッチングされるのを保護することができる。
【0020】
前記(b)工程が、前記保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って前記環状レジストを形成する場合、比較的小規模な装置にて高い位置精度及び形状精度で環状レジストを形成することができる。特にいわゆるドライフィルムを用いる場合には工程を更に簡易化することができる。
【0021】
また、前記(a)工程にて下地導電層を形成した後、更に略全面に電解メッキを行って前記保護金属層を形成する場合、予め全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成しているため、これをメッキ用電極とすることができ、電解メッキにより保護金属層を好適に形成することができる。このような電解メッキを行うのが好ましいのは、無電解メッキでは金属以外の成分の混入等により、後に保護金属層をエッチングするのが困難となる場合があるためである。なお、非パターン部に残存する下地導電層は、後の工程でソフトエッチング等により除去するのが好ましく、これによってパターン部間の短絡を確実に防止して、配線基板の信頼性をより向上させることができる。
【0022】
更に、前記柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記保護金属層を構成する別の金属が前記の金属である場合、汎用されているエッチング法により、柱状金属体を低コストで導電性が良好な銅で形成することができ、しかも保護金属層を構成する上記金属が、そのエッチングに対して良好な耐性を示すため、配線層等の信頼性を高く維持することができる。なかでも、柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記保護金属層を構成する別の金属がニッケルであることが、金属層間の密着性、保護金属層の剥離容易性、非パターン部の絶縁性の確保、層間の導電性、製造コストなどを特に良好にする上で最も好ましい。
【0023】
一方、本発明の多層配線基板の製造方法によると、本発明の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含むものであるため、柱状金属体の形状を制御して更なる小径化が可能で、しかもその高さを均一化することができる。その結果、更なる高密度化が可能な多層配線基板を、より効率良く製造することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、基板の両面側に配線層を積層する際に、柱状金属体を基板の両面側に形成して多層配線基板を製造する例を示す。
【0025】
先ず、図1(1)に示すように、基材21の両面上に配線層22をパターン形成したものを準備する。その際、パターン形成の方法はいずれでもよく、例えば、エッチングレジストを使用する方法や、パターンメッキ用レジストを使用する方法等で作製したもの用いることができる。基材21としては、ガラス繊維とポリイミド樹脂等の各種反応硬化性樹脂とからなる基材を用いることができ、また、配線層22を構成する金属としては、通常、銅、ニッケル、錫等が使用される。
【0026】
次に、図1(2)に示すように、予めパターン形成した配線層22の非パターン部を含めた全面に無電解メッキを行って下地導電層10を形成する。無電解メッキには、通常、銅、ニッケル、錫等のメッキ液が使用されるが、これらの金属は、配線層22を構成する金属と同一でも異なっていてもよい。無電解メッキのメッキ液は、各種金属に対応して周知であり、各種のものが市販されている。一般的には、液組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレート剤、安定剤などを含有する。なお、無電解メッキに先立って、パラジウム等のメッキ触媒を沈着させてもよい。
【0027】
次に、図1(3)に示すように、下層の配線層22の非パターン部を含めた略全面を保護金属層11で被覆すべく、下地導電層10の全面に電解メッキを行って保護金属層11を形成する。その際、保護金属層11を構成する金属としては、柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属が使用される。具体的には、柱状金属体を構成する金属が銅である場合、保護金属層を構成する別の金属としては、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金等が使用される。但し、本発明は、これらの金属の組合せに限らず、電解メッキ可能な金属と、そのエッチング時に耐性を示す別の金属との組合せが何れも使用可能である。
【0028】
上記の電解メッキは、周知の方法で行うことができるが、一般的には、図1(2)の基板をメッキ浴内に浸漬しながら、下地導電層10を陰極とし、メッキする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解反応により陰極側に金属を析出させることにより行われる。
【0029】
即ち、本発明の(a)工程は、柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、配線層22又は配線パターンを有さない金属層の略全面に被覆して保護金属層11を形成するものであるが、上述のように下地導電層10等が介在する状態で、保護金属層11による被覆を行ってもよく、また、下地導電層10等を介在させずに、直接、保護金属層11による被覆を行ってもよい。
【0030】
本発明の(b)工程は、図2(4)〜(5)に示すように、保護金属層11の柱状金属体を形成する位置の周囲部に、その形成のための開口部15bを有し開口部周囲へのメッキをレジストする複数の環状レジスト15aを形成するものである。本実施形態では、この(b)工程を、保護金属層11に感光性樹脂層15を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って環状レジスト15aを形成する例を示す。
【0031】
環状レジスト15aの開口部15bの形状は、円柱状や角柱状が好ましく、例えば直径10〜200μmの円柱形状とすることができる。また、環状レジスト15aの外縁形状は何れでもよいが、円柱状や角柱状が好ましい。その直径又は幅は、開口部15bのそれの2〜4倍が好ましく、具体的には30〜600μm程度が好ましい。なお、環状レジスト15a同士が接近又は重なる場合には両者が接触しないように、接近部を切り欠くのが電流密度を均一化する上で好ましい。
【0032】
感光性樹脂層15とは光により光分解、光架橋、又は光重合を起こすような、低分子量及び/又は高分子量の成分を含む樹脂組成物を指す。被覆には、ドライフィルムをラミネートする方法や感光性樹脂組成物を塗布・硬化させる方法等が利用できる。ドライフィルム(フォトレジスト)は、有機溶剤現像タイプやアルカリ水溶液現像タイプが存在し、加熱圧着ロール等を有するドライフィルムラミネータ等を用いて、熱圧着(ラミネート)が行われる。感光性樹脂組成物の塗布は、各種コーターを用いて行うことができる。
【0033】
次いで、開口部15bを形成する部分および環状レジスト15aを形成しない部分、又はその反転部分を露光し、現像して前者の部分を除去する。このような露光は、フォトマスク用フィルムを介在させつつ、又はフォトプロッター等による直接露光により、露光機を用いて通常、紫外線等により行われる。現像には、ドライフィルムの種類に応じた現像液等が使用され、例えば有機溶剤現像タイプに対してはトリクロロエタン等、アルカリ水溶液現像タイプに対しては、炭酸ナトリウム等が使用される。
【0034】
本発明の(c)工程は、図2(6)に示すように、環状レジスト15aから露出する保護金属層11に、柱状金属体を構成する金属のメッキ層24を、その高さが環状レジスト15aと略同じ又はそれ以下になるように電解メッキにより形成する。但し、図2(6)に示すように、メッキ層24の高さは環状レジスト15aと略同じにするのが好ましい。
【0035】
当該金属としては、通常、銅、ニッケル等が使用されるが、配線層22を構成する金属とは同一でも異なっていてもよい。電解メッキは、上記と同様の方法により行われるが、保護金属層11が陰極として利用される。具体的なメッキ層24の厚みとしては、例えば20〜200μm、或いはそれ以上のものが例示される。このような(c)工程によって、環状レジスト15aの開口部15b内に、略均一な高さの柱状金属体24aが形成されると共に、環状レジスト15aの外側部分に後に除去されるメッキ層24bが形成される。
【0036】
本発明の(d)工程は、図3(7)に示すように、環状レジスト15aの少なくとも開口部15bを被覆するマスク層25を形成するものである。被覆の範囲は環状レジスト15aの外縁より内側が好ましいが、若干環状レジスト15aの外縁を超えても、後の工程で環状レジスト15aを除去することで、支障が無くなる場合が多い。本実施形態では、スクリーン印刷により、散点状にマスク層25を印刷する例を示す。
【0037】
本発明の(e)工程は、図3(8)に示すように、メッキ層24のうち、マスク層25に被覆されていない部分のエッチングを行うものである。その際、柱状金属体24aの部分は、環状レジスト15aとマスク層25とで完全に保護されているため、エッチングによる浸食量が多過ぎることによる柱状金属体24aの小径化(アンダーカットの増大)を防ぐことができる。
【0038】
エッチングの方法としては、メッキ層24及び保護金属層11を構成する各金属の種類に応じた、各種エッチング液を用いたエッチング方法が挙げられる。例えば、メッキ層24(即ち柱状金属体24a)が銅であり、保護金属層11が前述の金属(金属系レジストを含む)の場合、市販のアルカリエッチング液、過硫酸アンモニウム、過酸化水素/硫酸等が使用される。上記のエッチングによると、図3(8)に示すように、メッキ層24のうち柱状金属体24のみがエッチングされずに残ることになる。
【0039】
次に、図3(9)に示すように、マスク層25の除去を行うが、これは薬剤除去、剥離除去など、マスク層25の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、スクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去される。
【0040】
次に、図4(10)に示すように、環状レジスト15aの除去を行うが、これは薬剤除去、剥離除去など、環状レジスト15aの種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、ドライフィルムレジストである場合、例えば有機溶剤現像タイプに対してはメチレンクロライド等、アルカリ水溶液現像タイプに対しては、水酸化ナトリウム等で剥離することができる。なお、マスク層25の除去と環状レジスト15aの除去を同時に行うことも可能である。
【0041】
次に、図4(11)に示すように、保護金属層11の浸食が可能なエッチングを行う。エッチングの方法としては、(e)工程とは異なるエッチング液を用いたエッチング方法が挙げられるが、塩化物エッチング液を用いると金属系レジスト及び銅の両者が浸食されるため、その他のエッチング液を用いるのが好ましい。具体的には、柱状金属体24aと下層の配線層22が銅であり、保護金属層11が前記の金属である場合、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いるのが好ましい。これにより、図4(11)に示すように、柱状金属体24aと配線層22(パターン部)とに介在する保護金属層11のみを残存させることができる。また、非パターン部には、下地導電層10のみが残存する。
【0042】
次に、図4(12)に示すように、非パターン部に残存する下地導電層10をソフトエッチングで除去するが、ソフトエッチングを行うのは、柱状金属体24aや、露出する配線層22(パターン部)を過度に浸食するのを防止するためである。ソフトエッチングの方法としては、下地導電層10を構成する金属に対するエッチング液を、低濃度で使用したり、また緩やかなエッチングの処理条件で使用したりする方法等が挙げられる。
【0043】
即ち、本実施形態では、少なくとも保護金属層11の浸食が可能なエッチングを行って、少なくとも非パターン部を被覆する保護金属層11を除去するが、上述のように下地導電層10を有する場合には、保護金属層11と下地導電層10を順次エッチングして、非パターン部の保護金属層11と下地導電層10とを除去する。これにより、パターン部間の陥落を確実に防止することができる。
【0044】
次に、図5(13)に示すように、絶縁層26を形成するための絶縁材26aの塗布を行う。絶縁材26aとしては、例えば絶縁性が良好で安価な液状ポリイミド樹脂等の反応硬化性樹脂を用いることができ、これを各種方法で、柱状金属体24aの高さよりやや厚くなるように塗布した後、加熱又は光照射等により硬化させればよい。塗布方法としては、ホットプレス及び各種コーターが用いられる。
【0045】
次に、図5(14)に示すように、硬化した絶縁材26aを研削・研磨等することにより、柱状金属体24aの高さと略同じ厚さを有する絶縁層26を形成する。研削の方法としては、ダイヤモンド製等の硬質刃を回転板の半径方向に複数配置した硬質回転刃を有する研削装置を使用する方法が挙げられ、当該硬質回転刃を回転させながら、固定支持された配線基板の上面に沿って移動させることによって、上面を平坦化することができる。また、研磨の方法としては、ベルトサンダ、バフ研磨等により軽く研磨する方法が挙げられる。
【0046】
次に、図5(15)に示すように、柱状金属体24aに一部が導電接続された上層の配線層27を形成する。この配線層27の形成は、下層の配線層22を形成するのと同様の方法で形成することができる。例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて所定のマスクを形成し、エッチング処理することによって、所定のパターンを持った配線層27を形成することができる。
【0047】
以上の工程によると、更に上層に配線層を形成することにより、例えば図6に示すような多層配線基板30を製造することができる。この多層配線基板30は、基板内に配線層31〜36の6層の回路構成をもつ6層基板である。この内部には、バイアホールに相当する層間接続構造37,38,39が柱状金属体24aにより形成されている。なお、層間接続構造37は、基板の両面に配線層を形成する場合の第1層と第2層を接続するものであり、層間接続構造38は第2層と第3層を接続するものであり、層間接続構造39は第1層と第3層を接続するものである。本発明において、第1層と第3層を接続する場合、第1層と第2層を接続する柱状金属体24aの上方に、更に第2層と第3層を接続する柱状金属体24aを形成すればよい。
【0048】
〔別の実施形態〕
以下、本発明の別の実施形態について説明する。
【0049】
(1)前記の実施形態では、柱状金属体を基板の両面に成形する例を示したが、柱状金属体を基板の片面のみに形成するもの、即ち配線層の積層を片面のみに行うものであってもよい。その場合、積層しない側の基板面を強固に支持することができるため、研削・研磨等の工程を無理なく確実に行うことができる。その結果、得られる多層配線基板の信頼性がより高いものとなる。
【0050】
(2)前記の実施形態では、(a)工程が、予めパターン形成した下層の配線層の非パターン部を含めた全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後、更に全面に電解メッキを行って保護金属層を形成する例を示したが、絶縁層の全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後にパターン形成した下層の配線層に対し、その全面に電解メッキを行って前記保護金属層を形成してもよい。その場合、下地導電層が既に存在するため、電解メッキを利用したパターンメッキにより下層の配線層のパターン形成が可能になる。なお、上記の方法は何れも、下地導電層を無電解メッキで形成しているが、スパッタリング等により形成することも可能である。
【0051】
(3)前記の実施形態では、マスク層を印刷により形成する例を示したが、ドライフィルムレジスト等を用いてマスク層を形成してもよい。その場合、ドライフィルムレジストの熱圧着、露光、現像が行われる。また、マスク層の除去(剥離)には、メチレンクロライドや水酸化ナトリウム等が用いられる。
【0052】
また、マスク層をメッキ層のエッチング時に耐性を示す金属で形成してもよい。その場合、保護金属層と同様の金属を使用することができ、パターン形成と同様の方法により、所定の位置にマスク層を形成すればよい。マスク層を金属等の導電体で形成する場合、それを除去することなく、柱状金属体に導通した上層の配線層を形成することも可能である。例えば、金属のマスク層を残したまま、銅箔付きの絶縁材(熱硬化性樹脂等)を熱プレスして絶縁層を形成すると、金属のマスク層と銅箔が導電接続され、銅箔をパターン形成することで上層を配線層を形成することができる。
【0053】
(4)前記の実施形態では、絶縁材を研削・研磨等することにより、柱状金属体の高さと略同じ厚さを有する絶縁層を形成する例を示したが、絶縁材である樹脂を加熱加圧することにより、柱状金属体の高さと略同じ厚さを有する絶縁層を形成してもよい。その場合、柱状金属体上に薄く残る絶縁性樹脂は、プラズマ処理等によって簡単に除去でき、また加熱後に研磨して平坦化することもできる。
【0054】
(5)前記の実施形態では、(b)工程を、保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って環状レジストを形成する例を示したが、環状レジストをスクリーン印刷などの印刷法により直接形成してもよく、その場合、感光性樹脂以外のインク材料を使用することも可能である。また、別途所定の形状と位置に形成した環状レジストを転写する方法で接着形成することも可能である。
【0055】
(6)前記の実施形態では、下地導電層を有する下層の配線層に保護金属層を被覆する例を示したが、下地導電層を形成せずに直接、保護金属層を被覆してもよい。その場合、無電解メッキ等により下層の配線層に保護金属層を被覆すればよく、また、保護金属層の浸食が可能なエッチングのみで、非パターン部を被覆する保護金属層を除去して、パターン部間の陥落を防止することができる。
【0056】
(7)前記の実施形態では、本発明の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含む多層配線基板の製造方法の例を示したが、本発明の柱状金属体の形成方法は、他の用途にも利用できる。例えば、配線基板へ部品実装を行うためのバンプ形成、チップ部品の電極へのバンプ形成、配線基板の検査プローブへのバンプ形成などに利用できる。
【0057】
(8)前記の実施形態では、配線層に柱状金属体を形成する例を示したが、本発明の柱状金属体の形成方法は、配線パターンを有さない金属層に柱状金属体を形成するものでもよい。その場合、図7(3’)に示すように、配線パターンを有さない金属層(パネル金属層)22aに、その柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を略全面に被覆して保護金属層10を形成する工程が行われる。被覆の方法としては、前記の実施形態の方法以外に、下層の配線層をパターン形成する前の金属層である第1層と、保護金属層を構成する金属の第2層とを圧延等で積層する方法も可能である。これに引き続いて本発明の(b)工程〜(e)工程を行うことにより、図7(8’)に示すように柱状金属体24aを形成することができる。
【0058】
次いで、マスク層25を除去した後、必要により、環状レジスト15aや保護金属層10を選択的に除去した後、柱状金属体24aが形成された側に絶縁材(熱硬化性樹脂等)を塗布した後、パターン形成された他の配線層に対して、熱プレスすることにより、柱状金属体24aと他の配線層を導電接続させる。その後、パネル金属層22aをエッチング等して配線層をパターン形成し、保護金属層10を除去していない場合にはそれを除去する。このようにして、接合方式による多層配線基板を製造することができる。
【0059】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【0060】
〔実施例1〕
ガラス繊維強化したポリイミド樹脂製の基材の両面上に銅により配線パターンを形成したものを準備した(パターン線幅75μm、パターン間隔75μm、厚み15μm)。その全面に、市販の銅メッキ液を用いて無電解メッキを行って下地導電層(厚み0.3μm)を形成し、その全面に常法により電解メッキを行ってニッケル製の保護金属層(厚み4μm)を形成した。更にその全面にドライフィルム(厚み50μm)をラミネータで積層して、露光と現像を行って、外径 90μm、内径30μmの円環状レジストをパターン上にランダム(中心間の最短距離200μm、最長距離30mm)に形成した。これに銅製のメッキ層(厚み約50μm)を電解メッキにより形成した後、円環状レジストと同心状にマスク層(円形:直径80μm)をスクリーン印刷により形成した。
【0061】
次に、市販のアルカリエッチング液を用いて、メッキ層のエッチングを行い、マスク層をアルカリ薬品で除去し、環状レジストを水酸化ナトリウム水溶液で除去した後、市販の硝酸系エッチング液で保護金属層のエッチングを行い、更に、非パターン部に残存する下地導電層をソフトエッチングで除去した。
【0062】
このものについて、基材表面からの柱状金属体の高さを全て柱状金属体について測定し、その最大値と最小値を求めた。その結果、最大値が54μm、最小値が44μmとなり、両者の差は10μmであった。
【0063】
〔比較例1〕
実施例1において円環状レジストを設ける代わりに、同じ位置に同じ寸法の開口部を有する全面レジストを設ける以外は、実施例1と同様にしてソフトエッチングまでの工程を行った。このものについて、基材表面からの柱状金属体の高さを全て柱状金属体について測定し、その最大値と最小値を求めた。その結果、最大値が60μm、最小値が10μmとなり、両者の差は、50μmであった。しかも、開口部の位置によっては電流密度が高くなり過ぎて、柱状金属体の形成が行えない、いわゆるメッキ焼けの現象が生じた。
【0064】
〔比較例2〕
比較例1において、メッキ焼けの現象が生じない程度にメッキ電流を低下させた以外は、比較例1と同様にしてソフトエッチングまでの工程を行った。このものについて、基材表面からの柱状金属体の高さを全て柱状金属体について測定し、その最大値と最小値を求めた。その結果、開口部の位置によっては電流密度が低くなり過ぎて、柱状金属体の形成が認められない部分が生じた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図(1)〜(3)
【図2】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図(4)〜(5)
【図3】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図(6)〜(8)
【図4】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図(9)〜(12)
【図5】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図(13)〜(15)
【図6】本発明により形成することのできる多層配線基板の一例を示す概略断面図
【図7】本発明の多層配線基板の製造方法の別の例を示す工程図(3’)と(8’)
【図8】従来の多層配線基板の製造方法の一例を示す工程図(1)〜(7)
【符号の説明】
10 下地導電層
11 保護金属層
15 感光性樹脂層
15a 環状レジスト
15b 開口部
21 基材
22 下層の配線層
24 メッキ層
24a 柱状金属体
25 マスク層
27 上層の配線層
Claims (6)
- 配線層又は配線パターンを有さない金属層に柱状金属体を形成する柱状金属体の形成方法において、
(a)その柱状金属体を構成する金属のエッチング時に耐性を示す別の金属を、前記配線層又は前記金属層の略全面に被覆して保護金属層を形成する工程、
(b)その保護金属層の前記柱状金属体を形成する位置の周囲部に、その形成のための開口部を有し開口部周囲へのメッキをレジストする複数の環状レジストを形成する工程、
(c)その環状レジストから露出する前記保護金属層に、前記柱状金属体を構成する金属のメッキ層を、その高さが前記環状レジストと略同じ又はそれ以下になるように電解メッキにより形成する工程、
(d)前記環状レジストの少なくとも前記開口部を被覆するマスク層を形成する工程、及び
(e)前記メッキ層のうち、前記マスク層に被覆されていない部分のエッチングを行う工程、を含むことを特徴とする柱状金属体の形成方法。 - 前記(b)工程が、前記保護金属層に感光性樹脂層を塗布形成又は積層形成した後に、所定位置への露光と現像を行って前記環状レジストを形成するものである請求項1記載の柱状金属体の形成方法。
- 前記(a)工程が、予めパターン形成した前記配線層の非パターン部を含めた略全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後、更に略全面に電解メッキを行って前記保護金属層を形成するものである請求項1又は2に記載の柱状金属体の形成方法。
- 前記(a)工程が、絶縁層の略全面に無電解メッキを行って下地導電層を形成した後にパターン形成した下層の配線層に対し、その略全面に電解メッキを行って前記保護金属層を形成するものである請求項1又は2に記載の柱状金属体の形成方法。
- 前記柱状金属体を構成する金属が銅であり、前記保護金属層を構成する別の金属が、金、銀、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金である請求項1〜4いずれかに記載の柱状金属体の形成方法。
- 請求項1〜5いずれかに記載の柱状金属体の形成方法により、配線層間を導電接続するための柱状金属体を形成する工程を含む多層配線基板の製造方法。
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