JP6096641B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子等を搭載するための配線基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board for mounting a semiconductor element or the like.
図6(a)および図6(b)に半導体集積回路素子等の半導体素子Sを搭載するための従来の配線基板Bを示す。ここで、図6(a)は図6(b)に示すY−Y間を通る断面図である。配線基板Bは、図6(a)に示すように、上面中央部に半導体素子Sを搭載するための搭載部11aを有するとともに上下に貫通する複数の貫通孔11bを有する絶縁基板11と、絶縁基板11の上下面および貫通孔11b内に被着された配線導体12と、絶縁基板11の上下面に被着されたソルダーレジスト層13とを有している。絶縁基板11やソルダーレジスト層13は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する樹脂系絶縁材料から成る。また、配線導体12は、銅から成る。
6 (a) and 6 (b) show a conventional wiring board B for mounting a semiconductor element S such as a semiconductor integrated circuit element. Here, FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line Y-Y shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the wiring board B has an
絶縁基板11の上面に被着された配線導体12は、電解めっき層14が被着されためっき形成領域M2と、電解めっき層14が被着されていないめっき非形成領域N2とを有している。また、絶縁基板11の上面に被着された配線導体12の一部は、図6(b)に示すように、搭載部11aの外周部においてソルダーレジスト層13に設けた開口部13a内にめっき形成領域M2として露出している。そして、開口部13a内に露出するめっき形成領域M2は、半導体素子Sを配線導体12に接続するための半導体素子接続パッド15として機能する。そして、この半導体素子接続パッド15に半導体素子Sの電極端子Tを半田を介して接続することにより、半導体素子Sと配線導体12とが電気的に接続される。電解めっき層14は、例えば電解ニッケルめっき層と電解金めっき層とが順次被着されて成る。
The
絶縁基板11の下面に被着された配線導体12は、複数の外部接続パッド16を含んでいる。外部接続パッド16は円形であり、下面側のソルダーレジスト層13に設けた開口部13bから露出している。この外部接続パッド16は、外部の電気回路基板に半田を介して電気的に接続される。そして、半導体素子Sの電極Tを半導体素子接続パッド15に接続するとともに、外部接続パッド16を外部の電気回路基板の配線導体に接続することにより半導体素子Sが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Sと外部の電気回路基板との間で配線導体12を介して信号を伝送することにより半導体素子Sが作動する。
The
次に、このような従来の配線基板Bの製造方法の一例について、図7〜図9を基にして説明する。なお、図7〜図9において図6と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。 Next, an example of a method for manufacturing such a conventional wiring board B will be described with reference to FIGS. 7 to 9, the same parts as those in FIG.
まず、図7(a)に示すように、絶縁基板11の上下両面および絶縁基板11に形成された貫通孔11b内に、それぞれが電気的に独立した複数の配線導体12を形成する。
First, as shown in FIG. 7A, a plurality of
次に、図7(b)に示すように、絶縁基板11上の全面に配線導体12同士を電気的に接続させる薄膜の導通層17を被着させる。
Next, as shown in FIG. 7B, a thin
次に、図7(c)に示すように、絶縁基板11上に、めっき形成領域M2を含む配線導体12の一部およびめっき形成領域M2周囲の導通層17を露出させるとともに残部を被覆するエッチングレジストR1を形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, etching is performed on the
次に、図7(d)に示すように、エッチングレジストR1から露出する導通層17をエッチング除去する。これにより、図8に示すように、複数の配線導体12を導通層17で電気的に共通に接続した状態でめっき形成領域M2およびその周囲の絶縁基板11を露出させる。
Next, as shown in FIG. 7D, the
次に、図9(e)に示すように、エッチングレジストR1を除去した後、絶縁基板11上に、めっきレジストR2を形成する。めっきレジスト層R2は、めっき形成領域M2を露出させるとともにめっき非形成領域N2を被覆する。
Next, as shown in FIG. 9E, after removing the etching resist R <b> 1, a plating resist R <b> 2 is formed on the
次に、図9(f)に示すように、めっきレジストR2から露出するめっき形成領域M2に導通層17を給電経路として電解めっき層14を被着する。
Next, as shown in FIG. 9F, the
次に、図9(g)に示すように、めっきレジストR2を除去した後、導通層17をエッチング除去する。これにより、それぞれの配線導体12が電気的に独立した状態になる。
Next, as shown in FIG. 9G, after removing the plating resist R2, the
次に、図9(h)に示すように、絶縁基板11上下面にソルダーレジスト層13を形成する。上面側のソルダーレジスト層13は、電解めっき層14が被着された配線導体12の一部を半導体素子接続パッド15として露出する開口部13aを有する。下面側のソルダーレジスト層13は、配線導体12の一部を外部接続パッド16として露出する開口部13bを有する。以上により図6に示すような配線基板Bが形成される。
Next, as illustrated in FIG. 9H,
ところで、上述の製造方法において用いられるエッチングレジストR1は、エッチングレジストR1から露出する導通層17をエッチング除去した後に剥離する必要があることから、絶縁基板11および導通層17に対して強固に密着させることができない。特に、配線導体12の周縁では絶縁基板11との間に配線導体12の厚みの分の段差が形成されるため、エッチングレジストR1の密着が弱いものとなっている。そのため、エッチングレジストR1から露出する導通層17をエッチング除去する際に、エッチングレジストR1で覆われた部分の50μm程度奥まで配線導体12の周縁に沿ってエッチング液が滲入することがある。ところが、配線導体12の中には、配線導体12aとして示すようにエッチングレジストR1により被覆される長さが50μm以下のものが含まれる場合がある。このようにエッチングレジストR1により被覆される長さが50μm以下の配線導体12aにおいては、エッチングレジストR1から露出する導通層17をエッチング除去する際に、エッチング液がエッチングレジストR1で覆われた配線導体12a周縁の全周にわたり滲入して、図10に示すように、配線導体12a周囲の導通層17を全周にわたり細い幅で除去してしまうことがある。その結果、これらの配線導体12aと導通層17との電気的な接続が絶たれてしまい、配線導体12のめっき形成領域M2に導通層17を給電経路として電解めっき層14を被着する工程において、これらの配線導体12aに電解めっき層14が形成できない場合がある。
By the way, the etching resist R1 used in the above-described manufacturing method needs to be peeled after the
本発明は、配線導体のめっき形成領域に良好に電解めっき層を形成することで配線基板と半導体素子とを強固に密着し、半導体素子を安定的に作動させることができる配線基板の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention provides a method of manufacturing a wiring board that can firmly operate the semiconductor element by firmly forming the electroplating layer in the plating formation region of the wiring conductor to firmly adhere the wiring board and the semiconductor element. The issue is to provide.
本発明の配線基板の製造方法は、電解めっき層が被着されるめっき形成領域と、電解めっき層が被着されないめっき非形成領域とを有しており、それぞれが電気的に独立した複数の配線導体を絶縁基板の上面に形成する第1の工程と、絶縁基板上の全面に配線導体同士を電気的に接続させる薄膜の導通層を被着する第2の工程と、絶縁基板上にめっき形成領域およびめっき形成領域周囲の導通層を露出させるとともに残部を被覆するエッチングレジストを形成する第3の工程と、エッチングレジストから露出する導通層をエッチング除去することにより複数の配線導体を導通層で電気的に共通に接続した状態でめっき形成領域およびその周囲の絶縁基板を露出させる第4の工程と、エッチングレジストを除去した後、絶縁基板上に、めっき形成領域を露出させるとともにめっき非形成領域を被覆するめっきレジストを形成する第5の工程と、めっき形成領域に、導通層を給電経路として電解めっき層を被着する第6の工程とを順次行う配線基板の製造方法であって、第3の工程において、一部の配線導体は、エッチングレジストにより被覆される長さが50μm以下であり、第5の工程において、エッチングレジストにより被覆される長さが50μm以下である配線導体のめっき形成領域に隣接する導通層をめっきレジストから部分的に露出させ、第6の工程において、露出させた導通層から一部の配線導体のめっき形成領域にかけて電解めっき層を被着することを特徴とするものである。 The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes a plating formation region to which an electrolytic plating layer is applied and a plating non-formation region to which an electrolytic plating layer is not applied, each of which is electrically independent. A first step of forming a wiring conductor on the upper surface of the insulating substrate; a second step of depositing a thin-film conductive layer for electrically connecting the wiring conductors to the entire surface of the insulating substrate; and plating on the insulating substrate. A third step of exposing the conductive layer around the formation region and the plating formation region and forming an etching resist covering the remaining portion; and removing the conductive layer exposed from the etching resist by etching the plurality of wiring conductors with the conductive layer A fourth step of exposing the plating forming region and the surrounding insulating substrate in a state of being electrically connected in common, and after removing the etching resist, Wiring for sequentially performing a fifth step of forming a plating resist that exposes the region and covering the non-plating region, and a sixth step of depositing an electrolytic plating layer on the plating formation region using the conductive layer as a power feeding path In the substrate manufacturing method, in the third step, a part of the wiring conductors is covered with an etching resist in a length of 50 μm or less, and in the fifth step, the length covered with the etching resist is The conductive layer adjacent to the plating formation region of the wiring conductor that is 50 μm or less is partially exposed from the plating resist, and in the sixth step, the electrolytic plating layer extends from the exposed conductive layer to the plating formation region of a part of the wiring conductor. It is characterized by adhering.
本発明の配線基板の製造方法によれば、エッチングレジストにより被覆される長さが50μm以下の配線導体において、これらの配線導体のめっき形成領域に隣接する導通層をめっきレジストから部分的に露出させておき、露出させた導通層からこれらの配線導体のめっき形成領域にかけて電解めっき層を析出させることで電解めっき層を被着させる。このため、これらの配線導体において、エッチング液がエッチングレジスト下の配線導体周囲に滲入して、配線導体周囲の導通層を除去してしまい一部の配線導体と導通層との電気的な接続が絶たれてしまった場合でも、これらの配線導体のめっき形成領域に良好に電解めっき層を被着することができる。これにより、配線基板と半導体素子とを強固に密着し、半導体素子を安定的に稼動させることができる配線基板を提供することができる。 According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, in a wiring conductor having a length of 50 μm or less covered with an etching resist, the conductive layer adjacent to the plating formation region of these wiring conductors is partially exposed from the plating resist. The electrolytic plating layer is deposited by depositing the electrolytic plating layer from the exposed conductive layer to the plating formation region of these wiring conductors. For this reason, in these wiring conductors, the etchant permeates the wiring conductor under the etching resist and removes the conductive layer around the wiring conductor, so that some of the wiring conductors and the conductive layer are electrically connected. Even when it is cut off, the electrolytic plating layer can be satisfactorily applied to the plating formation region of these wiring conductors. As a result, it is possible to provide a wiring board capable of firmly attaching the wiring board and the semiconductor element and operating the semiconductor element stably.
次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を図1(a)、(b)を基にして詳細に説明する。ここで、図1(a)は図1(b)に示すX−X間を通る断面図である。図1(a)に示すように本例の配線基板Aは、主として絶縁基板1と、配線導体2と、ソルダーレジスト層3とを具備している。
Next, an example of an embodiment of the wiring board according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Here, Fig.1 (a) is sectional drawing which passes between XX shown in FIG.1 (b). As shown in FIG. 1A, the wiring board A of this example mainly includes an insulating
絶縁基板1は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁基板1は、この例では単層構造であるが、同一または異なる電気絶縁材料から成る複数の絶縁層を多層に積層した多層構造であってもよい。
The insulating
絶縁基板1は、その上面中央部に半導体素子Sが搭載される搭載部1aを有しているとともに上下に貫通する複数の貫通孔1bを有している。そして、絶縁基板1の上下面および貫通孔1b内に配線導体2が被着されている。
The insulating
絶縁基板1の上面に被着された配線導体2は、電解めっき層4が被着されためっき形成領域M1と、電解めっき層4が被着されていないめっき非形成領域N1とを有している。また、絶縁基板1の上面に被着された配線導体2の一部は、図1(b)に示すように、搭載部1aの外周部においてソルダーレジスト層3に設けた開口部3a内にめっき形成領域M1として露出している。そして、開口部3a内に露出するめっき形成領域M1は、半導体素子Sを配線導体2に接続するための半導体素子接続パッド5として機能する。そして、この半導体素子接続パッド5に半導体素子Sの電極端子Tを半田を介して接続することにより、半導体素子Sと配線導体2とが電気的に接続される。
配線導体2は、銅箔や銅めっき等の銅により形成されている。また、ソルダーレジスト層3は、アクリル変性エポキシ樹脂等の感光性を有する熱硬化性樹脂を硬化させた電気絶縁材料から成る。そして、電解めっき層4は、例えば電解ニッケルめっき層と電解金めっき層とが順次被着されて成る。
The
The
絶縁基板1の下面に被着された配線導体2は、複数の外部接続パッド6を含んでいる。外部接続パッド6は円形であり、下面側のソルダーレジスト層3に設けた開口部3bに露出している。この外部接続パッド6は、外部の電気回路基板に半田を介して電気的に接続される。そして、半導体素子Sの電極Tを半導体素子接続パッド5に接続するとともに、外部接続パッド6を外部の電気回路基板の配線導体に接続することにより半導体素子Sが外部の電気回路基板に電気的に接続され、半導体素子Sと外部の電気回路基板との間で配線導体2を介して信号を伝送することにより半導体素子Sが作動する。
The
次に、本発明の配線基板の製造方法の一例について、図2〜図5を基にして詳細に説明する。なお、図2〜図5において図1と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。 Next, an example of a method for manufacturing a wiring board according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5, the same parts as those in FIG.
まず、図2(a)に示すように、絶縁基板1の上下両面および絶縁基板1に形成された貫通孔1b内に、それぞれが電気的に独立した複数の配線導体2を形成する。絶縁基板1は、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板を熱硬化させることで形成される。また、貫通穴1bは、ドリル加工やレーザ加工、あるいはブラスト加工により形成される。貫通孔1bの直径は、およそ50〜250μm程度である。また、配線導体2は、例えば周知のサブトラクティブ法により形成される。配線導体2の幅は、およそ10〜30μm程度であり、厚みはおよそ10〜20μm程度である。
First, as shown in FIG. 2A, a plurality of
次に、図2(b)に示すように、絶縁基板1上の全面に配線導体2同士を電気的に接続させる薄膜の導通層7を被着させる。導通層7は、例えば無電解銅めっき等の良導電性金属から成る。導通層7の厚みは0.1〜1μm程度である。
Next, as shown in FIG. 2B, a thin-film
次に、図2(c)に示すように、絶縁基板1上に、めっき形成領域M1を含む配線導体2の一部およびめっき形成領域M1周囲の導通層7を露出させるとともに残部を被覆するエッチングレジストR1を形成する。なお、配線導体2の中には、配線導体2aとして示すように、エッチングレジストR1で被覆される長さが50μm以下のものが含まれる。このようなエッチングレジスト層R1は、感光性を有する樹脂フィルムを絶縁基板1上に真空プレス機を用いて貼着するとともにめっき形成領域M1を含む配線導体2の一部およびめっき形成領域M1周囲の導通層7を露出させるパターンを有するように露光および現像処理することにより形成される。
Next, as shown in FIG. 2 (c), on the insulating
次に、図2(d)に示すように、エッチングレジストR1から露出する導通層7をエッチング除去する。これにより、図3に示すように、複数の配線導体2を導通層7で電気的に共通に接続した状態でめっき形成領域M1およびその周囲の絶縁基板1を露出させる。
Next, as shown in FIG. 2D, the
次に、図4(e)に示すように、エッチングレジストR1を除去した後、絶縁基板1上に、めっき形成領域M1を露出させるとともにめっき非形成領域N1を被覆するめっきレジストR2を形成する。このとき、エッチングレジストR1により被覆される長さが50μm以下であった配線導体2aについては、図5に示すように、配線導体2aのめっき形成領域M1に隣接する導通層7をめっきレジストR2から部分的に露出させておく。
このようなめっきレジスト層R2は、感光性を有する樹脂フィルムを絶縁基板1上に真空プレス機を用いて貼着した後、所定のパターンを有するように露光および現像処理することにより形成される。
Next, as shown in FIG. 4E, after removing the etching resist R1, a plating resist R2 is formed on the insulating
Such a plating resist layer R2 is formed by sticking a photosensitive resin film on the insulating
次に、図4(f)に示すように、めっき形成領域M1に導通層7を給電経路として電解めっき層4を被着する。このとき、エッチングレジストR1により被覆される長さが50μm以下であった配線導体2aについては、上述の工程においてめっきレジストR2から部分的に露出させた導通層7から配線導体2aのめっき形成用領域M1にかけて電解めっき層4が成長することによって両者間が電気的に接続される。それにより配線導体2aのめっき形成領域M1においても電解めっき層4を被着させることができる。
電解めっき層4は、例えば電解ニッケルめっきと電解金めっきとを順次析出することで形成される。電解めっき層4の厚みは、およそ1〜3μm程度である。
Next, as shown in FIG. 4F, the electrolytic plating layer 4 is deposited on the plating formation region M1 using the
The electrolytic plating layer 4 is formed, for example, by sequentially depositing electrolytic nickel plating and electrolytic gold plating. The thickness of the electrolytic plating layer 4 is about 1 to 3 μm.
次に、図4(g)に示すように、めっきレジストR2を除去した後、導通層7をエッチング除去する。これにより、それぞれの配線導体2が電気的に独立した状態になる。
Next, as shown in FIG. 4G, after removing the plating resist R2, the
次に、図4(h)に示すように、絶縁基板1上面に、電解めっき層4が被着された配線導体2の一部を半導体素子接続パッド5として露出する開口部3aを有するとともに、絶縁基板1下面に、配線導体2の一部を外部接続パッド6として露出する開口部3bを有するソルダーレジスト層3を形成することで図1に示すような配線基板Aが形成される。
ソルダーレジスト層3は、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを絶縁基板1の上に塗布または貼着して熱硬化させることにより形成される。
Next, as shown in FIG. 4 (h), the upper surface of the insulating
The solder resist
このように、本発明の配線基板の製造方法によれば、エッチングレジストR1から露出する導通層7をエッチング除去した後、エッチングレジストR1により被覆される長さが50μm以下であった配線導体2aのめっき形成領域M1に隣接する導通層7を、めっきレジストR2から部分的に露出させておく。そして、露出させた導通層7から配線導体2aのめっき形成領域M1にかけて電解めっき層4が成長することによって両者間が電気的に接続されることで配線導体2aのめっき形成領域M1に電解めっき層4を被着させる。このため、エッチングレジストR1から露出する導通層7をエッチング除去する際に、エッチング液がエッチングレジストR1下の配線導体2a周囲に滲入してその周囲の導通層7を除去してしまい、配線導体2aと導通層7との電気的な接続が絶たれてしまった場合でも配線導体2aのめっき形成領域M1に良好に電解めっき層4を被着することができる。これにより、配線基板と半導体素子とを強固に密着し、半導体素子を安定的に稼動させることが可能な配線基板を提供することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, after the
1 絶縁基板
2 配線導体
4 電解めっき層
7 導通層
A 配線基板
M1 めっき形成領域
M2 めっき非形成領域
R1 エッチングレジスト
R2 めっきレジスト
1 Insulating
Claims (2)
前記絶縁基板上の全面に前記配線導体同士を電気的に接続させる薄膜の導通層を被着する第2の工程と、
前記絶縁基板上に前記めっき形成領域および該めっき形成領域周囲の前記導通層を露出させるとともに残部を被覆するエッチングレジストを形成する第3の工程と、
前記エッチングレジストから露出する前記導通層をエッチング除去することにより前記複数の配線導体を前記導通層で電気的に共通に接続した状態で前記めっき形成領域およびその周囲の前記絶縁基板を露出させる第4の工程と、
前記エッチングレジストを除去した後、前記絶縁基板上に、前記めっき形成領域を露出させるとともに前記めっき非形成領域を被覆するめっきレジストを形成する第5の工程と、
前記めっき形成領域に、前記導通層を給電経路として前記電解めっき層を被着する第6の工程とを順次行う配線基板の製造方法であって、
前記第3の工程において、一部の前記配線導体は、前記エッチングレジストにより被覆される長さが50μm以下であり、前記第5の工程において、前記一部の配線導体のめっき形成領域に隣接する前記導通層を前記めっきレジストから部分的に露出させ、前記第6の工程において、前記露出させた導通層から前記一部の配線導体のめっき形成領域にかけて前記電解めっき層を被着することを特徴とする配線基板の製造方法。 It has a plating formation area where the electroplating layer is deposited and a non-plating area where the electroplating layer is not deposited, each of which forms a plurality of electrically independent wiring conductors on the upper surface of the insulating substrate A first step of:
A second step of depositing a thin-film conductive layer for electrically connecting the wiring conductors to the entire surface of the insulating substrate;
A third step of forming an etching resist that exposes the plating formation region and the conductive layer around the plating formation region on the insulating substrate and covers the remainder;
Etching and removing the conductive layer exposed from the etching resist exposes the plating formation region and the surrounding insulating substrate in a state where the plurality of wiring conductors are electrically connected in common by the conductive layer. And the process of
After removing the etching resist, a fifth step of forming a plating resist that exposes the plating formation region and covers the plating non-formation region on the insulating substrate;
A method of manufacturing a wiring board, which sequentially performs a sixth step of depositing the electrolytic plating layer using the conductive layer as a feeding path in the plating formation region,
In the third step, a part of the wiring conductor is covered with the etching resist and has a length of 50 μm or less, and in the fifth step, the wiring conductor is adjacent to a plating formation region of the part of the wiring conductor. The conductive layer is partially exposed from the plating resist, and in the sixth step, the electrolytic plating layer is deposited from the exposed conductive layer to a plating formation region of the part of the wiring conductor. A method for manufacturing a wiring board.
2. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the electrolytic plating layer comprises an electrolytic nickel plating layer and an electrolytic gold plating layer which are sequentially deposited.
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