JP4857832B2 - 電子回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子回路基板、特に電気的接続などに用いる突起状バンプ付き配線基板とその製造方法に関する。

電子機器の小型化、低価格化に伴って、半導体チップや半導体装置及びそれらを検査するためのプローブ基板にも小型化、低コスト化が要求されている。半導体チップの小型化により、半導体チップ上に形成される電極パッドや端子部の微細化も同時に進んでいる。このため、配線間や基板間の電気的接続に用いるバンプを有する基板にも、微細化へ対応可能で低コストな製造方法が望まれている。更に微細化に伴う信頼性の低下も懸念されており、信頼性の高い基板が望まれている。

バンプ付き基板を形成する方法としては、フォトリソグラフィーを用いる方法が主流である。フォトリソグラフィーを用いたバンプ形成方法は大きく二つに分けられる。一つはサブトラクティブ法であり、もう一つはアディティブ法である。サブトラクティブ法は、基板上に形成した銅膜にエッチングレジスト膜を形成し、バンプとなる部分以外の銅をエッチングすることによりバンプを形成する方法である（例えば、特許文献１参照）。アディティブ法は、基板上のバンプとなる部分以外をめっきレジスト膜で覆い、バンプとなる部分のみにめっきをすることによりバンプを形成する方法である。アディティブ法に関しては、レジスト膜をバンプ高さと同じにしてバンプを形成する方法（例えば、特許文献２）とレジスト膜をバンプ高さより薄くしてバンプを形成する方法（例えば、特許文献３、非特許文献１）がある。

特開２００４−９５９１１号公報 特開２００２−１１１１８５号公報 特開平４−２３４１２６号公報 Ａｎｄｒｅ Ｍ． Ｔ． ｖａｎ ｄｅｒ Ｐｕｔｔｅｎ ｅｔ ａｌ，"Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉｃｋｅｌ"，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１４０，Ｎｏ．８，２２２９（１９９３）

低コストにバンプを形成するために、フォトリソグラフィーを用いたレジスト膜によるマスクの工程が障害となる。従来のバンプの形成方法ではサブトラクティブ法、アディティブ法のいずれの方法においてもレジスト膜によって基板表面をマスクすることが必要である。レジスト膜によるマスクのためには、膜形成、露光、現像工程が必要である。しかし、これらの工程は時間が長くかかること、及び薬品の使用及びその廃液処理が必要であることからコストが高くなるという問題がある。

アディティブ法ではレジスト膜によるマスクを薄くすることで、フォトリソグラフィーを用いた工程を短縮することができる。しかし、レジスト膜を薄くすると微細化には不利となる問題がある。めっき膜厚がレジスト膜厚より厚くなるとめっきは基板垂直方向だけでなく基板水平方向へも成長する。これはめっきが等方的に進むためである。その結果、バンプ間の間隔が狭くなり、短絡する可能性が高くなってしまう。

また、フォトリソグラフィーを用いた場合、配線にレジスト膜によるマスクをするため、高精度な位置合わせが必要である。位置合わせの精度が低下すると、バンプと配線との接触面積が減少する場所が出てくる。このような場所は、バンプ部分での接続信頼性が低下してしまう問題がある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、接続信頼性が高く、高密度配線が可能な電子回路基板、少ない工程で電子回路基板を製造する方法を提供することである。

本発明によれば、基板面に形成した金属膜が連続した電気めっき膜であって、その電気めっき膜が線状の部分と、その線状の部分よりも広い幅を有する非線条部を有し、前記非線状部の金属膜の厚さが前記線状部の金属膜の厚さよりも大であることを特徴とする電子回路基板が提供される。

また、本発明によれば、基板上に電気めっきによって形成した非線状部と該非線状部よりも小さい幅を有する線状部を有する電子回路基板の製造方法において、基板上に下地導電膜を形成し、該下地導電膜上に線状部と非線状部を、電気めっき反応を抑制する添加剤を含むめっき液を用いて電気めっきによって形成することを特徴とする電子回路基板の製造方法が提供される。

本発明により、接続信頼性が高く、高密度配線が可能な電子回路基板を提供することができ、少ない工程で電子回路基板を製造することができる。

本発明において、前記非線状部は例えばバンプであり、前記線状部は例えば配線である。本発明は特にバンプ付き回路基板に適する構造に関する。

また、前記金属膜の端面が前記基板面と交叉する方向と前記基板面とのなす角度θが９０°以下であることが望ましい。この形状を有するために、配線及び／またはバンプの外形寸法が所定の寸法よりも大きくなることがなく、高密度配線基板を得ることができる。このような形状を形成することができるのは、本発明において使用される電気めっき液に金属の析出を抑制する物質を添加したためである。この添加物はめっきの初期においては金属の析出を抑制するが、めっきの進行とともに抑制効果を失う。

前記金属膜と前記基板面との間に下地導電膜たとえば下地金属膜を有することができる。下地導電膜は、電気めっきのための下地層であり、この下地導電膜は種々の方法で形成することができる。例えば基板が絶縁物ならば化学めっきや蒸着或いはスパッタリングにより下地導電膜を形成し、形成された金属膜にフォトリソグラフィーによりマスクを形成し、エッチングにより目的の導電膜のパターンを形成することができる。また、基板に銅箔を接着し、これをフォトリソグラフィーによりマスクを形成し、エッチングにより目的の導電膜のパターンを形成する。

本発明により、基板に形成した下地金属膜上にめっきによって形成したバンプを有する基板において、バンプ底部の幅（Ｗ１）が配線幅（Ｗ２）よりも広く、配線とバンプは連続しためっき膜によって形成されており、バンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）が配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）より厚いことを特徴とする電子回路基板が提供される。

電気めっき膜の幅が、ある一定の方向に沿って測定したとき（たとえば、配線を横切る方向における幅（Ｗ２）とその横切る方向と平行の方向における金属膜の幅（Ｗ１））、広い部分（Ｗ１）とより狭い部分（Ｗ２）を有する。バンプの断面形状は、先端に突起を有するほぼ三角形または先端が平坦な台形である。前者の立体形状は図５（ｄ）に示すように、ほぼ三角錐であり、後者の立体形状は図１（ｃ）に示すように円錐台である。これらはその用途によって適宜選択される。

本発明においては、電気めっきにより下地導電膜上に形成される銅めっき膜は、単位長さあたりの面積の小さい配線等の上に形成されるめっき膜厚よりも、面積の広い下地導電膜の上に形成されるめっき膜の膜厚は自動的に大きくなる。前記電子回路基板において、配線幅（Ｗ２）に対するバンプ底部の幅（Ｗ１）の比（Ｒｗ）が１．５〜５であることが好ましい。

前記電子回路基板において、配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比（Ｒｔ）が５以上であることが好ましい。Ｔ１／Ｔ２の大きさは、Ｗ１／Ｗ２に比例し、従って、バンプの構造を決める場合にあたっては、Ｗ１／Ｗ２、電気めっき時間、銅イオン析出抑制添加剤の量等によって決める。

前記電子回路基板において、バンプ部分の下地金属膜表面に凹凸を有し、凹凸を有する部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが０．０１〜４μｍであり、凹凸を有する部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが０．００５〜８μｍであることが好ましい。下地導電膜に凹凸を形成するのは、電気めっき膜と下地導電膜との密着力を高めるために有効である。また、基板面を粗化し、その面に下地導電膜を形成することによって、基板、下地導電膜及び電気めっき膜の接着力を高めて、信頼性の高い回路基板を得ることができる。基板面の粗化方法は公知の方法例えば、サンドブラスト法、化学的粗化法等がある。

前記電子回路基板において、バンプ部分の下地金属膜表面に凹凸形成処理をした部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが、凹凸形成処理をしない部分のＲａに比べて大きいことが好ましい。

前記電子回路基板において、バンプ部分の下地金属膜表面に凹凸を有し、凹凸形成処理をした部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが、凹凸形成処理をしない部分のＲＳｍに比べて小さいことが好ましい。

前記電子回路基板において、バンプ上面に絶縁基板表面と平行な面を有することが好ましい。また、前記電子回路基板において、図８（ａ）に示す絶縁基板表面とバンプ側壁とのなす角θが９０°以下であることが好ましい。

前記電子回路基板において、バンプの中心とバンプを形成する部分の下地金属膜の中心との距離のバンプ径に対する比が０．０１以下であることが好ましい。本発明は下地導電膜が電気めっきのセルフアラインメントとして機能するため、バンプや配線上に形成される電気めっき膜が精度よく形成される。このことは、高密度配線基板を得るのに都合がよい。また、下地導電膜がセルフアライメントとして機能するため、電気めっきのためのマスク形成工程が省略でき、電子回路基板のコストを低減することができる。

本発明の実施形態によれば、基板に形成した下地導電膜上に電気めっきによって形成したバンプを有するバンプ付き基板の製造方法において、基板上に下地導電膜に配線を形成する部分の幅（Ｗ２）よりもバンプを形成する部分の幅（Ｗ１）を広く形成し、電気めっき反応を抑制する添加剤を含むめっき液を用いて下地導電膜上に電気めっきを行う工程を含むことを特徴とする電子回路基板の製造方法が提供される。

また、絶縁基板に形成した下地導電膜上に電気めっきによって形成したバンプを有するバンプ付き基板の製造方法において、絶縁基板上に下地導電膜に配線を形成する部分の幅（Ｗ２）よりもバンプを形成する部分の幅（Ｗ１）を広く形成し、電気めっき反応を抑制する添加剤を含むめっき液を用いて下地導電膜上に電気めっきを行う工程を含むことを特徴とする電子回路基板の製造方法が提供される。

さらに、絶縁基板に形成した下地金属膜上に電気めっきによって形成したバンプを有するバンプ付き基板の製造方法において、絶縁基板上のバンプを形成する部分に凹凸を形成し、絶縁膜基板の凹凸が投影するように下地金属膜を形成する。それにより配線を形成する部分の幅（Ｗ２）よりもバンプを形成する部分の幅（Ｗ１）を広く形成し、電気めっき反応を抑制する添加剤を含む電気めっき液を用いて下地金属膜上にめっきを行う工程を含むことを特徴とする電子回路基板の製造方法が提供される。

前記電子回路基板の製造方法において、下地金属膜の配線形成部分の幅（Ｗ２）に対するバンプ形成部分の幅（Ｗ１）の比を１．５〜５とすることが好ましい。

前記電子回路基板の製造方法において、前記めっき工程で配線形成部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ形成部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比を１より大きくすることが好ましい。

前記電子回路基板の製造方法において、前記めっき工程で配線形成部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ形成部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比を５以上とすることが好ましい。

前記電子回路基板の製造方法において、前記凹凸を形成する工程がバンプ形成部分の下地導電膜表面に凹凸を形成する工程を含み、凹凸を有する部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａを、凹凸を有さない部分のＲａに比べて大きくすることが好ましい。

前記電子回路基板の製造方法において、前記凹凸を形成する工程がバンプ形成部分の下地金属膜表面に凹凸を形成する工程を含み、凹凸を形成した部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを、凹凸を形成しない部分のＲＳｍに比べて小さくすることが好ましい。

前記電子回路基板の製造方法において、前記凹凸を形成した部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａを０．０１〜４μｍとし、ＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを０．００５〜８μｍとすることが好ましい。

前記バンプ付き基板の製造方法において、前記添加物質がシアニン色素及びその誘導体の少なくとも１種類を添加することが好ましい。銅イオンの析出電圧は、銅イオンの析出を抑制する物質を添加しなければ、＋６０ｍＶｖｓ．Ａｇ｜ＡｇＣｌ｜飽和ＫＣｌであるが、銅イオンの析出を抑制する物質例えば、シアニン色素を添加すると、−１００〜―２００ｍＶｖｓ．Ａｇ｜ＡｇＣｌ｜飽和ＫＣｌとなる。本発明者の実験によれば、析出過電圧が１５０ｍＶ以上高くなることが好ましいことがわかった。しかしこれ以下でも本発明の目的が達成でき、析出過電圧が無添加の場合よりも５０ｍＶ以上高くなればよい。銅イオンの析出を抑制する物質としてシアニン色素を選択した場合、その添加量は、１〜２０ｍｇ／ｄｍ^３が好ましい。

前記バンプ付き基板の製造方法において、前記シアニン色素が下記の化学構造式（Ｘ⁻は陰イオンであり、ｎは０，１，２，３のいずれか）で表される。

このようなめっきに用いる添加剤としては、めっき反応を抑制し、めっき反応の進行と同時にめっき反応抑制効果を失う化合物が良い。添加剤のめっき反応を抑制する効果は、めっき液中に添加剤を加えることにより金属の析出過電圧が大きくなることで確認できる。添加剤がめっき反応の進行と同時にめっき反応抑制効果を失う効果は、めっき液の流速が速い程、金属の析出過電圧が大きくなることで確認できる。つまり、添加剤の下地金属膜表面への供給速度が速い程、めっき反応の抑制効果が高くなる。添加剤がめっき反応抑制効果を失うときには、添加剤は分解されて別の物質に変化、或いは、還元されて酸化数の異なる物質に変化する場合がある。

このような添加剤を含むめっき液でめっきを行うことで下地金属膜の幅によってめっき膜厚が変化する理由を以下に述べる。この添加剤を点足した電気めっき液を用いてめっきを行うと、めっき反応の進行と共に下地金属膜表面では添加剤がその効果を失うために、めっき反応に関与する実効的な添加剤濃度が減少する。添加剤の濃度が減少すると、添加剤は溶液中からの拡散によって供給される。このとき、下地金属膜の平坦部と端部では供給のされ方が異なる。下地金属膜の平坦部では、溶液中の基板垂直方向のみから平面的に添加剤の供給がある。

一方、下地金属膜の端部では、基板垂直方向からの供給に加えて、下地金属膜の存在しない基板水平方向や斜め方向からも添加剤の供給がある。このように、下地金属膜端部ではめっき反応を抑制する添加剤の供給が多くなる。つまり、下地金属膜端部ではめっき反応がより抑制され、めっき膜厚が薄くなる。下地金属膜の幅が異なる場合、下地金属膜端部の影響に違いがある。下地金属膜の幅が広い場合、下地金属膜端部の影響が少ない。下地金属膜の幅が狭い場合、下地金属膜全体に占める下地金属膜端部の影響が相対的に大きくなり、めっき反応がより抑制される。つまり、下地金属膜の幅が狭いほどめっき膜厚は薄くなる。

したがって、バンプを形成する部分の下地金属膜の幅を配線部分の下地金属膜の幅よりも広くすることで、バンプを形成する部分のめっき膜厚が配線部分のめっき膜厚よりも厚くなり、結果として突起状のバンプが形成できる。さらに下地金属膜上に凹凸を付けて表面積を増やすと、バンプを形成する部分のめっき膜厚と配線部分のめっき膜厚の差を大きくできる。また、添加剤としてポリエチレングリコールなどの界面活性剤やビス（３−スルフォプロピル）ヂスルフィドなどの有機硫黄化合物を添加しても良い。

本発明におけるバンプ付き基板の製造方法の特徴は、バンプを形成する部分の幅を配線部分の幅より広くした下地金属膜上に、めっき反応を抑制する添加剤を用いて電気めっきを行うことである。この方法によってバンプを形成する部分のめっき膜厚を配線部分のめっき膜厚よりも厚くすることができ、フォトリソグラフィー法を用いなくとも突起状のバンプを形成することが出来る。先端が突起形状のバンプを有する基板は、多層配線基板等に利用されることが多く、先端が平坦な部分を有するバンプの場合は、そのバンプに半導体素子などの電子部品をマウントするのに用いられることが多い。

さらに本発明におけるバンプ付き基板の製造方法の特徴は、めっき反応を抑制する添加剤によってめっき膜の基板水平方向への成長を抑えることである。めっき膜の基板水平方向への成長を抑えることで、薄いレジスト膜を使った場合でも短絡なしに微細なバンプを形成できる。また、本発明におけるバンプ付き基板の特徴は、バンプと配線との位置ずれが少ないことである。本発明によって形成したバンプはフォトリソグラフィー法によるレジストマスクを用いることなく、下地膜のバンプを形成する部分にのみ突起を形成できる。したがって、バンプと配線との位置ずれは起きず、接続信頼性が高くなる。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。まず、実施例１〜６及び比較例１〜２までの結果をまとめた表を表１に示す。

表１において、添加剤Ａ−１〜Ａ−４及びＢがシアニン色素であり、Ｃは他のタイプの色素である。

表１中の「添加剤種類」の欄に記載されている種々の記号は次の化学物質を意味している。
Ａ−１：２−［（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−メチル］−１，３，３−トリメチル−３Ｈ−インドリウム パークロレート
Ａ−２：２−［３−（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−１−プロペニル］−１，３，３−トリメチル−３Ｈ−インドリウム クロライド
Ａ−３：２−［５−（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−１，３−ｐｒンタジエニル］−１，３，３−トリメチル−３Ｈ−インドリウム アイオダイド
Ａ−４：２−［７−（１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチル−２Ｈ−インドール−２−イリデン）−１，３，５−ヘプタトリエニル］−１，３，３−トリメチル−３Ｈ−インドリウム アイオダイド
Ｂ：３−エチル−２−［５−（３−エチル−２（３Ｈ）−ベンゾチアゾリリデン）−１，３−ペンタジエニル］ベンゾチアゾリウム アイオダイド
Ｃ：Ｊａｎｕｓ Ｇｒｅｅｎ Ｂ
Ｒａ：ＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さ（μｍ）
ＲＳｍ：ＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さ（μｍ）
Ｒｗ：配線幅（Ｗ２）に対するバンプ底部の幅（Ｗ１）の比（Ｗ１／Ｗ２）
Ｒｔ：配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比（Ｔ１／Ｔ２）
Ｒｃ：バンプの中心Ｃ１とバンプを形成する部分の下地金属膜の中心Ｃ２との距離のバンプ底部幅（Ｗ１）に対する比（（Ｃ１−Ｃ２）／Ｗ１）
Ｒｄ：めっき後バンプ部分幅（Ｗ１０１）のめっき前下地金属膜幅（Ｗ１）に対する比（Ｗ１０１／Ｗ１）
以下、本発明を図面を引用して、実施例により詳細に説明する。

（実施例１）
図１及び図２、図３は、本発明によるバンプ付き基板の製造方法を示す平面図と断面図である。図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム基板１（東レ・デュポン株式会社製カプトンＥＮ）表面に平均粒径５ｎｍの銀微粒子を分散させた溶液をインクジェット法により吹き付けてバンプ部幅２０μｍ、配線部幅１０μｍ、厚さ０．２μｍの下地金属膜２を形成した。その後、基板を２００℃で加熱して銀微粒子を融着させた。ここで絶縁基板としては、ポリイミドに限定されず、ポリエステル、ガラスエポキシ、フェノール、アラミドなどの樹脂やセラミックス、ガラスなどを用いることができる。微粒子としては、白金、金、銅、ニッケル、錫などの金属微粒子を用いることができる。

また、下地金属膜の形成方法としては、インクジェット法に限らずスクリーン印刷法、無電解めっき法やスパッタ法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いることが出来る。銀微粒子によって形成された下地金属膜２表面の凹凸を表面粗さ測定装置によって測定した結果、下地金属膜の表面粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが０．０５μｍ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが０．０３μｍとなっていた。次に図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように電気めっきを行い、バンプ３及び配線４を形成した。電気めっきは、表２に示す組成のめっき液に添加剤として表１に示す物質を添加して行った。図１（ｃ）は図１（ｂ）の斜視図である。

めっき時間は２０分、電流密度は０．５Ａ／ｄｍ２、めっき液の温度は２５℃とし、アノードは含リン銅板を用いた。電気銅めっき後、酸化防止層として無電解金めっきにより銅表面に金を０．５μｍ形成した。酸化防止層は、金に限らず白金、銀、パラジウムなどの酸化されにくい貴金属などを用いることが出来る。

めっき後にバンプ付き基板の表面と断面とを観察した。図８（ａ）に示す配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比Ｒｔを求めると、６であった。このことからバンプ形成部分に優先的にめっきが成長し、突起状のバンプが形成できることがわかった。

次に図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すめっき後バンプ部分幅（Ｗ１０１）のめっき前下地金属膜幅（Ｗ１）に対する比Ｒｄを計算すると１であった。このことからめっき膜の基板水平方向への成長がなく、短絡せずに微細なバンプと配線とが一度に形成できることがわかった。次に図８（ｄ）に示すバンプの中心Ｃ１とバンプを形成する部分の下地金属膜の中心Ｃ２との距離Ｃのバンプ底部幅（Ｗ１）に対する比Ｒｃを求めると、０．００５となった。このことから、バンプを形成する下地金属膜の中心とバンプ中心との位置ずれが少なく、接続信頼性の高いバンプが形成できることがわかった。以上の結果、フォトリソグラフィー法を用いるよりも少ない工程で微細かつ信頼性の高いバンプ付き基板が製造できた。

（実施例２）
図４及び図５は、本発明によるバンプ付き基板の製造方法を示すものである。図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、基板としては厚さ２５μｍのポリイミドフィルム１を用いた。下地金属膜２としてスパッタ法により厚さ０．０５μｍのニッケル膜と厚さ０．５μｍの銅膜を形成した後、銅膜表面に電気めっきによって銅膜を５μｍ形成した。スパッタ法によって形成する下地金属膜は、ニッケルと銅の積層膜に限定されず、クロムと銅の積層膜などを用いることができる。

図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー法によってレジスト膜を形成し、エッチングにより幅１５μｍの銅配線パターン２を形成した。この時同時に、幅４０μｍのバンプパターン３も形成した。銅のエッチングはメック株式会社製メックブライトを用い、その後メック株式会社製メックリムーバーを用いて、ニッケル下地膜を除去した。図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、銅粗化処理を行って銅表面に凹凸形状を形成し、粗化された配線パターン２’及び粗化されたバンプパターン３’を形成した。銅粗化処理は日本マクダーミッド株式会社製マルチボンドを用い、表３に示す工程を用いた。銅粗化液としては、上記の他にメック株式会社のメックエッチボンド、シプレイ・ファーイースト株式会社のサーキュボンド、日本アルファメタルズ株式会社のアルファプレップなどを用いることができる。

銅粗化処理後の銅表面の凹凸形状を表面粗さ測定装置によって測定した結果、下地金属膜の表面粗さがＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが０．０５μｍ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが０．０４μｍとなっていた。図５（ｄ）に示すように、銅表面に凹凸形状をつけた直後に電気めっきを行い、バンプ３を形成した。電気めっきは表２に示すめっき液に表１に示す添加剤を加えた液を用いた。めっき条件としては、めっき時間は５分、電流密度は１．０Ａ／ｄｍ２、めっき液の温度は２０℃とした。

めっき後にバンプ付き基板の表面と断面とを観察した。図８（ａ）に示す配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比Ｒｔを求めると、４０であった。このことからバンプ形成部分に優先的にめっきが成長し、突起状のバンプが形成できることがわかった。次に図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すめっき後バンプ部分幅（Ｗ１０１）のめっき前下地金属膜幅（Ｗ１）に対する比Ｒｄを計算すると１であった。このことからめっき膜の基板水平方向への成長がなく、短絡せずに微細なバンプと配線とが一度に形成できることがわかった。次に図８（ｄ）に示すバンプの中心Ｃ１とバンプを形成する部分の下地金属膜の中心Ｃ２との距離Ｃのバンプ底部幅（Ｗ１）に対する比Ｒｃを求めると、０．００５となった。このことから、バンプを形成する下地金属膜の中心とバンプ中心との位置ずれが少なく、接続信頼性の高いバンプが形成できることがわかった。以上の結果、フォトリソグラフィー法を用いるよりも少ない工程で微細かつ信頼性の高いバンプ付き基板が製造できた。

（実施例３）
図６及び図７は、本発明によるバンプ付き基板の製造方法を示すものである。図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、基板として厚さ１２μｍの銅箔７を貼り付けたガラスエポキシ樹脂基板１を用いた。図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー法によってレジスト膜を形成し、エッチングにより幅５０μｍの銅配線パターンを形成した。この時同時に、幅２５０μｍのバンプパターンも形成した。

その後、図７（ｃ）に示すように銅表面のバンプ形成部分に凹凸を形成した。凹凸の形成には、マスクを通してアルミナ微粒子を銅表面に吹き付けるサンドブラスト処理を用いた。サンドブラスト処理した銅表面の凹凸形状を表面粗さ測定装置によって測定した結果、下地金属膜の表面粗さがＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが０．４μｍ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが１．１μｍとなっていた。サンドブラスト処理していない銅表面の凹凸形状を表面粗さ測定装置によって測定した結果、下地金属膜の表面粗さがＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが０．４μｍ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが１．１μｍとなっていた。

図７（ｄ）に示すように、バンプ形成部の銅表面に凹凸形状をつけた直後に電気めっきを行い、銅めっき膜（配線部４及びバンプ部３）を形成した。電気めっきは表２に示すめっき液に、表１に示す添加剤を加えためっき液を用いた。電気めっき条件としては、めっき時間は５分、電流密度は０．２５Ａ／ｄｍ２、めっき液の温度は３０℃とした。図７（ｅ）に示すように厚さ１００μｍのソルダーレジストを形成し、フォトリソグラフィー法によってバンプ部を中心とする開口部径４００μｍの部分のソルダーレジストを除去した。はんだの拡散防止層として、ソルダーレジストを除去した銅バンプ表面にニッケルを５μｍ、金を０．１μｍの厚さに、それぞれ無電解めっきによって形成した。以上の結果、ＮＳＭＤ（Ｎｏｎ Ｓｏｌｄｅｒ Ｍａｓｋ Ｄｅｆｉｎｅｄ）構造のパッドを有する多層配線板を形成できた。

めっき後にバンプ付き多層配線板の表面と断面とを観察した。図８（ａ）に示す配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比Ｒｔを求めると、２５であった。このことからバンプ形成部分に優先的にめっきが成長し、突起状のバンプが形成できることがわかった。次に図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すめっき後バンプ部分幅（Ｗ１０１）のめっき前下地金属膜幅（Ｗ１）に対する比Ｒｄを計算すると１であった。このことからめっき膜の基板水平方向への成長がなく、短絡せずに微細なバンプと配線とが一度に形成できることがわかった。

次に図８（ｄ）に示すバンプの中心Ｃ１とバンプを形成する部分の下地金属膜の中心Ｃ２との距離Ｃのバンプ底部幅（Ｗ１）に対する比Ｒｃを求めると、０．００２となった。このことから、バンプを形成する下地金属膜の中心とバンプ中心との位置ずれが少なく、接続信頼性の高いバンプが形成できることがわかった。以上の結果、フォトリソグラフィー法を用いるよりも少ない工程で微細かつ信頼性の高いバンプ付き基板が製造できた。

（実施例４〜６）
実施例４〜６では添加剤及びＲｗを変えた以外は実施例１と同様の方法でバンプ付き基板を形成した。バンプ付き基板の表面と断面とを観察した結果、いずれも配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比Ｒｔが１以上となっていた。このことからバンプ形成部分に優先的にめっきが成長し、突起状のバンプが形成できることがわかった。

次に図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すめっき後バンプ部分幅（Ｗ１０１）のめっき前下地金属膜幅（Ｗ１）に対する比Ｒｄを計算すると１であった。このことからめっき膜の基板水平方向への成長がなく、短絡せずに微細なバンプと配線とが一度に形成できることがわかった。図８（ｄ）に示すバンプの中心Ｃ１とバンプを形成する部分の下地金属膜の中心Ｃ２との距離Ｃのバンプ底部幅（Ｗ１）に対する比Ｒｃを求めると、０．０１以下となった。このことから、バンプを形成する下地金属膜の中心とバンプ中心との位置ずれが少なく、接続信頼性の高いバンプが形成できることがわかった。以上の結果、フォトリソグラフィー法を用いるよりも少ない工程で微細かつ信頼性の高いバンプ付き基板が製造できることがわかった。

（比較例１）
比較例１では配線幅（Ｗ２）に対するバンプ底部の幅（Ｗ１）の比（Ｒｗ）が１．０であること以外は実施例１と同様の方法でめっきを行い、配線を形成した。めっき後にバンプ付き基板の表面と断面とを観察した。図８（ａ）に示すバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）、配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）を測定し、配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比Ｒｔを求めると、１．０であった。このことからバンプ形成部分に優先的にめっきが成長せず、バンプが形成できなかった。

（比較例２）
比較例１ではめっき液中に添加剤を含まないこと以外は実施例１と同様の方法でめっきを行い、配線を形成した。めっき後にバンプ付き基板の表面と断面とを観察した。図８（ａ）に示すバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）、配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）を測定し、配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比Ｒｔを求めると、１．０であった。このことからバンプ形成部分に優先的にめっきが成長せず、バンプが形成できなかった。

フォトリソグラフィー法を用いたレジストによるマスクなし又はバンプ高さよりも薄いレジストで微細なバンプが形成できることから、Ｓｉチップや配線板上のバンプ形成及びそれらの検査に用いるプローブなどへの適用が可能である。

本発明の実施形態によるバンプ付き基板の製造方法における下地金属膜を形成した基板の平面（ａ）と電気めっき後の基板の平面（ｂ）及び斜視図（ｃ）である。 本発明の実施形態によるバンプ付き基板における下地金属膜を形成した基板の側面（ａ）と電気めっき後の基板の側面（ｂ）の断面図である。 本発明の実施形態によるバンプ付き基板の平面図（ａ）及び断面図（ｂ），（ｃ）である。 本発明の他の実施形態によるバンプ付き基板の製造方法を示すフロー図（平面図）である。 図４のバンプ付き基板の製造方法を示すフロー図（断面図）である。 本発明のさらに他の実施形態によるバンプ付き基板の製造方法を示すフロー図（平面図）である。 図６のバンプ付き基板の製造方法を示しフロー図（断面図）である。 本発明の実施形態によるバンプ付き基板の評価方法を示した平面図及び断面図である。

符号の説明

１…基板、２…下地金属膜、３…配線、５…ソルダーレジスト。

Claims (24)

1. 基板面に、線状部と該線状部の幅よりも大きい幅を有する非線状部とを含む金属膜が形成され、前記線状部と前記非線状部とが連続した電気めっき膜であって、前記非線状部の金属膜の厚さが前記線状部の金属膜の厚さよりも大であり、前記金属膜と前記基板面との間に下地導電膜を有し、前記金属膜と接する前記下地金属膜面に凹凸が形成されていることを特徴とする電子回路基板。
2. 前記非線状部はバンプであり、前記線状部は配線であることを特徴とする請求項１記載の電子回路基板。
3. 前記非線状部の金属膜の端面が前記基板面と交叉する方向と前記基板面とのなす内角が９０°以下である請求項１記載の電子回路基板。
4. 前記下地金属膜上に電気めっきによって形成した配線とバンプを有し、バンプ底部の幅（Ｗ１）が配線幅（Ｗ２）よりも広く、配線とバンプは連続した電気めっき膜によって形成されており、バンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）が配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）より厚いことを特徴とする請求項２記載の電子回路基板。
5. 請求項４記載の電子回路基板において、配線幅（Ｗ２）に対するバンプ底部の幅（Ｗ１）の比（Ｒｗ）が１．５〜５であることを特徴とする電子回路基板。
6. 請求項４記載の電子回路基板において、配線部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対する前記バンプ部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比（Ｒｔ）が５以上であることを特徴とする電子回路基板。
7. 請求項４記載の電子回路基板において、前記バンプ部分の下地金属膜表面の凹凸を有する部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが０．０１〜４μｍであり、凹凸を有する部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが０．００５〜８μｍであることを特徴とする電子回路基板。
8. 請求項７記載の電子回路基板において、前記バンプ部分の下地金属膜表面に凹凸形成処理をした部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａが、凹凸形成処理をしない部分のＲａに比べて大きいことを特徴とする電子回路基板。
9. 請求項４に記載の電子回路基板において、前記バンプ部分の下地金属膜表面に凹凸を有し、凹凸を有する部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが、凹凸を有さない部分のＲＳｍに比べて小さいことを特徴とする電子回路基板。
10. 請求項４〜９のいずれかに記載の電子回路基板において、前記バンプ上面に前記基板表面と平行な面を有することを特徴とする電子回路基板。
11. 請求項４〜１０のいずれかに記載の電子回路基板において、前記基板表面とバンプ側壁とのなす角θが９０°以下であることを特徴とする電子回路基板。
12. 請求項４〜１１のいずれかに記載の電子回路基板において、バンプの中心とバンプを形成する部分の下地金属膜の中心との距離のバンプ径に対する比が０．０１以下であることを特徴とする電子回路基板。
13. 基板上に電気めっきによって形成した非線状部と該非線状部よりも小さい幅を有する線状部を有する電子回路基板の製造方法であって、
    前記基板上に下地導電膜を形成し、
    前記電気めっきに先立って、前記下地導電膜に凹凸を形成し、
    次いで該下地導電膜上に線状部と該線状部の幅よりも大きい幅を有する非線状部を、電気めっき反応を抑制する添加剤を含むめっき液を用いて、前記添加剤がめっきの初期においては金属の析出を抑制するが、めっきの進行とともに抑制効果を失うことにより前記線状部と前記非線状部とが連続し、かつ前記非線状部の厚さが前記線状部の厚さよりも大である電気めっき膜を形成することを特徴とする電子回路基板の製造方法。
14. 前記基板に形成した前記下地導電膜上に電気めっきによって線状部としての配線及び非線状部としてのバンプを形成することを特徴とする請求項１３記載の電子回路基板の製造方法。
15. 前記基板上に少なくともバンプを形成する部分に凹凸を形成し、前記凹凸が投影された下地導電膜を前記基板の凹凸上に形成し、その後電気めっきを行う工程を含むことを特徴とする請求項１４記載の電子回路基板の製造方法。
16. 請求項１３又は１４記載の電子回路基板の製造方法において、下地導電膜の配線形成部分の幅（Ｗ２）に対するバンプ形成部分の幅（Ｗ１）の比を１．５〜５とすることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
17. 請求項１３又は１４記載の電子回路基板の製造方法において、前記電気めっきにより配線形成部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ形成部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比を１より大きくすることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
18. 請求項１３又は１４記載の電子回路基板の製造方法において、前記電気めっきにより配線形成部分のめっき膜厚（Ｔ２）に対するバンプ形成部分のめっき膜厚（Ｔ１）の比を５以上とすることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
19. 請求項１３又は１４記載の電子回路基板の製造方法において、前記バンプを形成する工程がバンプ形成部分の下地金属膜表面に凹凸を形成する工程を含み、凹凸が形成された部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａを、凹凸を形成しない部分のＲａよりも大きくすることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
20. 請求項１３又は１４記載の電子回路基板の製造方法において、前記バンプを形成する工程がバンプ形成部分の下地金属膜表面に凹凸を形成する工程を含み、凹凸を形成した部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを、凹凸を形成しない部分のＲＳｍに比べて小さくすることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
21. 請求項１３又は１４記載の電子回路基板の製造方法において、前記バンプを形成する工程がバンプ形成部分のＪＩＳ Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さＲａを０．０１〜４μｍとし、
    ＪＩＳ Ｂ０６１で規定される粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを０．００５〜８μｍとすることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
22. 請求項１３または１４記載の電子回路基板の製造方法において、前記添加剤は金属の析出過電圧を大きくする物質であることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
23. 請求項２２記載の電子回路基板の製造方法において、前記物質がシアニン色素及びその誘導体の少なくとも１種類であることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
24. 請求項２３記載の電子回路基板の製造方法において、前記シアニン色素が下記の化学構造式（Ｘ⁻は陰イオンであり、ｎは０，１，２，３のいずれか）で表されることを特徴とする電子回路基板の製造方法。
    

    

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