JP6373716B2 - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板及びその製造方法に関する。

はんだを用いて配線基板に半導体チップを実装した半導体パッケージが知られている。このような半導体パッケージを作製するには、例えば、配線基板の接続端子にはんだを供給し、そのはんだを介して配線基板の接続端子と半導体チップの接続端子とを接合する。必要に応じ、半導体チップ側の接続端子にはんだを供給する場合もある。

はんだの濡れ性向上等の目的により、配線基板の接続端子の表面には、無電解ニッケル／金めっき等により表面処理層（金めっき層が表面側）が形成される場合がある。従来の配線基板では、配線基板の表面にはソルダーレジスト層が設けられ、ソルダーレジスト層に形成された開口部内に接続端子が露出している。そのため、表面処理層は、開口部内に露出する接続端子の表面のみに形成すればよく、接続端子以外の部分に表面処理層がはみ出す現象は生じ難かった。

しかしながら、近年、半導体パッケージの薄型化や狭ピッチ化に伴い、配線基板の接続端子にははんだを供給せず、半導体チップの接続端子に供給したはんだのみで両者を接合する形態が増えつつある。この場合、配線基板側にははんだが供給されないため、従来のようにソルダーレジスト層に形成された開口部内に接続端子が露出する構造では、接続端子がソルダーレジスト層表面から窪んでしまう。そのため、半導体チップの接続端子に供給したはんだのみで、開口部内に窪んだ状態で露出する接続端子と接合することは困難である。

そこで、半導体チップ側にのみはんだを供給して接合する際には、配線基板の接続端子を配線基板の表面より突起させるか、又は接続端子の表面と配線基板の表面とが同一平面になるようにする。この場合、ソルダーレジスト層で覆われていないむき出しの接続端子上に表面処理層を形成することになる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−９８０９８号公報

しかしながら、ソルダーレジスト層で覆われていないむき出しの接続端子上に無電解ニッケルめっきを行うと、無電解ニッケルめっきが隣接する接続端子間にはみ出し、隣接する接続端子間のショートの原因となるため、接続端子を狭ピッチ化することが困難である。

なお、狭ピッチ化を実現するために、無電解ニッケルめっきに代えて、無電解金めっき、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）処理、無電解パラジウム／金めっき等のニッケル層を形成しない表面処理を行う方法も考えられる。しかし、ニッケル層が存在しないと、配線基板に半導体チップ等を実装する際に錫を含むはんだを用いる場合、各接続端子（銅等）とはんだ中の錫との相互拡散が早くなり、配線基板と半導体チップとのはんだ接合の信頼性が低下するため、好ましくない。

又、無電解ニッケルめっきがはみ出しにくいプロセスとして、はみだしの原因となる触媒（パラジウム等）の不活性化や除去プロセスが提案されているが、狭ピッチ化には限界がある。又、配線基板の表面に触媒の除去プロセスに起因する添加剤が吸着する等により、無電解ニッケルめっきが未付着となったり膜質不良が発生したりするおそれがある。

このように、従来の配線基板では、はんだ接合の信頼性を維持しつつ接続端子を狭ピッチ化することが困難であった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、はんだ接合の信頼性を維持しつつ接続端子を狭ピッチ化することが可能な配線基板等を提供することを課題とする。

本配線基板は、絶縁層と、前記絶縁層上に形成された接続端子と、を有し、前記接続端子は、前記絶縁層上に形成された金属層と、前記金属層の上面に形成された金属ポストと、前記金属ポストの上面及び側面を被覆する表面処理層と、を備え、前記金属層は、前記表面処理層の材料に対して不活性な材料から構成され、平面視において、前記金属ポストの外側には、前記金属層の上面外縁部が露出し、平面視において、前記表面処理層は、前記金属層の上面外縁部を露出するように形成されていることを要件とする。

開示の技術によれば、はんだ接合の信頼性を維持しつつ接続端子を狭ピッチ化することが可能な配線基板等を提供できる。

第１の実施の形態に係る配線基板を例示する部分断面図である。 比較例に係る配線基板を例示する部分断面図である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その１）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その２）である。 第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図（その３）である。 実施例１で作製した配線基板を部分的に示す顕微鏡写真である。 第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する部分断面図である。 実施例２で作製した配線基板を部分的に示す顕微鏡写真である。 第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する部分断面図である。 第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板の製造工程を例示する図である。 実施例３で作製した配線基板を部分的に示す顕微鏡写真である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る配線基板の構造］
まず、第１の実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る配線基板を例示する部分断面図であり、一方の側の最外絶縁層となる絶縁層３０近傍のみを図示している。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の拡大図である。

図１を参照するに、配線基板１は、絶縁層１０と、配線層２０と、絶縁層３０と、接続端子５０とを有する。又、接続端子５０は、金属層４０と、金属ポスト５１と、表面処理層５２とを有する。絶縁層１０の下層には、他の配線層や絶縁層、ビア配線、コア層等の任意の層を形成することができる。絶縁層１０の下層に、樹脂を主成分とする層、シリコンを主成分とする層、セラミックを主成分とする層等が含まれていてもよい。

なお、本実施の形態では、便宜上、配線基板１の接続端子５０側を上側又は一方の側、絶縁層１０側を下側又は他方の側とする。又、各部位の接続端子５０側の面を上面又は一方の面、絶縁層１０側の面を下面又は他方の面とする。但し、配線基板１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を絶縁層３０の上面３０ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を絶縁層３０の上面３０ａの法線方向から視た形状を指すものとする。

絶縁層１０は、例えば、エポキシ系樹脂又はポリイミド系樹脂を主成分とする絶縁性樹脂等により形成されている。又、絶縁性樹脂として、例えば、熱硬化性の絶縁性樹脂又は感光性の絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁層１０の厚さは、例えば、２０〜４５μｍ程度とすることができる。絶縁層１０は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有しても構わない。そして、絶縁層１０の下層において、全層が熱硬化性の絶縁性樹脂又は感光性の絶縁性樹脂からなるビルドアップ層で構成されていても良いし、熱硬化性の絶縁性樹脂又は感光性の絶縁性樹脂のビルドアップ層が双方存在して構成されていても良い。

配線層２０は、絶縁層１０の上面に、所定の平面形状にパターニングされている。配線層２０の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。配線層２０の厚さは、例えば、１０〜２０μｍ程度とすることができる。配線層２０は、ビア配線（図示せず）等を介して下層の配線層（図示せず）と接続されている。

絶縁層３０は、絶縁層１０の上面に、配線層２０を覆うように形成されている。絶縁層３０は、配線基板１の一方の側の最外絶縁層である。絶縁層３０の材料や厚さは、例えば、絶縁層１０と同様とすることができる。絶縁層３０は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有しても構わない。

絶縁層３０には、絶縁層３０を貫通し配線層２０の上面を露出するビアホール３０ｘが形成されている。ビアホール３０ｘは、絶縁層３０の上面３０ａ側に開口する開口部の径が配線層２０の上面によって形成された開口部の底面の径よりも大きくなる逆円錐台状の凹部とすることができる。

金属層４０は、絶縁層３０の上面３０ａ及びビアホール３０ｘの内壁面及びビアホール３０ｘ内に露出する配線層２０の上面に連続的に形成されている。金属層４０は、例えば、金属ポスト５１と絶縁層３０との密着性を確保するための層である。具体的には、金属層４０として、例えば、チタン（Ｔｉ）を用い、絶縁層３０と金属ポスト５１を構成する銅（Ｃｕ）との密着性を向上させる。金属層４０の平面形状は、例えば、円形とすることができる。この場合、金属層４０の直径は、例えば、５〜５０μｍ程度とすることができる。

金属層４０は、後述する表面処理層５２の材料に対して不活性な材料から構成することができる。又、金属層４０は、後述する表面処理層５２の材料に対して不活性であり、かつ、後述する表面処理層５２よりもはんだとの親和性が悪い材料から構成してもよい。具体的には、金属層４０の材料として、例えば、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）等を用いることができる。金属層４０の厚さは、例えば、１０〜５００ｎｍ程度とすることができる。なお、金属層４０の材料として上記のような材料を選択する技術的な意義については後述する。

接続端子５０は、絶縁層３０の上面３０ａから突起するように形成された突起電極であり、半導体チップ等の電子部品と電気的に接続することができる。接続端子５０は、金属層４０と、金属層４０の上面に形成された接続端子本体となる金属ポスト５１と、金属ポスト５１の上面及び側面を被覆する表面処理層５２とを備えている。なお、金属ポスト５１はシード層５１ａ上に電解めっき層５１ｂが積層された構造とすることができる（図５（ａ）等参照）。シード層５１ａ及び電解めっき層５１ｂの材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）を用いることができる。又、金属ポスト５１の形成には、例えば、周知のセミアディティブ法を用いることができる。又、金属ポスト５１の形成には、例えば、周知のサブトラクティブ法を用いてもよい。

平面視において、金属ポスト５１の外側には、金属層４０の上面外縁部Ｗが環状に露出している。例えば、金属層４０及び金属ポスト５１の平面形状がともに円形であれば、平面視において、金属ポスト５１の外側に金属層４０の上面外縁部Ｗが円環状に露出する。金属層４０の上面外縁部Ｗの幅は、例えば、０．２〜３μｍ程度とすることができる。金属ポスト５１の厚さ（ビアホール３０ｘ内は含まず、金属層４０の上面より上側の部分のみの厚さ）は、例えば、２〜１５μｍ程度とすることができる。金属ポスト５１の平面形状は、金属層４０の平面形状よりも小さく形成される。例えば、金属層４０の平面形状が円形であれば、金属ポスト５１の平面形状は金属層４０よりも小径の円形とすることができる。金属ポスト５１のピッチは、例えば、２０〜５０μｍ程度とすることができる。

平面視において、表面処理層５２は、金属層４０の上面外縁部Ｗの内周側を覆うと共に外周側を露出するように形成されている。言い換えれば、表面処理層５２の膜厚は、金属層４０の上面外縁部Ｗの幅よりも薄く形成されている。

但し、前述のように、金属層４０は表面処理層５２を構成する材料に対して不活性であるため、金属層４０の表面では表面処理層５２の析出が抑制される。そのため、金属層４０の表面に表面処理層５２が部分的に析出することはあっても、金属層４０の表面において表面処理層５２は連続膜としては成長することができない。

図１（ｂ）では、便宜上、金属層４０の上面外縁部Ｗの内周側と表面処理層５２の端部とが連続的に接しているように図示している。しかし、ミクロ単位で見ると金属層４０の上面外縁部Ｗの内周側と表面処理層５２の端部とは部分的に（例えば、疎ら状に）接しているだけであって、連続的には接していない。言い換えれば、金属層４０の上面外縁部Ｗの内周側と表面処理層５２の端部とが対向する部分には微小な空洞部が形成されている。従って、金属層４０と表面処理層５２との密着力は、金属ポスト５１と表面処理層５２との密着力と比較して、大幅に小さい。

表面処理層５２としては、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層を金属ポスト５１の上面及び側面にこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層を金属ポスト５１の上面及び側面にこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。又、表面処理層５２の形成には、例えば、電解めっき法又は無電解めっき法を用いることができる。表面処理層５２において、ニッケル（Ｎｉ）に代えてニッケル合金を用いてもよい。ニッケル合金の例としては、ニッケルリン（Ｎｉ−Ｐ）やニッケルボロン（Ｎｉ−Ｂ）等を挙げることができる。

図２は、比較例に係る配線基板を例示する部分断面図であり、図１（ｂ）に対応する断面を示している。図２を参照するに、比較例に係る配線基板１Ｘでは、配線基板１とは異なり、絶縁層３０の上面３０ａに接続端子５０Ｘが形成されている。接続端子５０Ｘは、金属ポスト５１及び表面処理層５２を有しているが、金属層４０を有していない。つまり、絶縁層３０と接続端子５０Ｘとの間に、表面処理層５２を構成する材料に対して不活性な材料から構成された金属層４０が配置されていない。

配線基板１Ｘの場合には、金属層４０が存在しないため、絶縁層３０の上面３０ａ側において表面処理層５２の析出が抑制されない。そのため、表面処理層５２の裾（表面処理層５２の絶縁層３０の上面３０ａ側の部分）が、絶縁層３０の上面３０ａにおいて、隣接する接続端子５０Ｘ側に延伸する（隣接する接続端子５０Ｘ側にはみ出す）。その結果、配線基板１Ｘでは、隣接して配置される接続端子５０Ｘにおいて、絶縁層３０の上面３０ａにはみ出した表面処理層５２の裾同士がショートするおそれがあるため、接続端子５０Ｘを狭ピッチ化することが困難となる。

又、他の比較として、金属層４０と金属ポスト５１の直径が同径の場合、金属層４０の側面のみが露出する。しかし、表面処理層５２の析出を、厚さがナノメートル単位と薄膜な金属層４０の側面だけでは、抑制することが困難となり、裾同士がショートするおそれがある。

図２において表面処理層５２の裾が隣接する接続端子５０Ｘ側に延伸する現象は、以下のように説明できる。例えば、表面処理層５２が無電解ニッケルめっきで形成される場合、無電解ニッケルめっき中には反応抑制剤が添加されている。この反応抑制剤は、添加量が多いと流速が早い部分で抑制効果が強すぎて、めっき反応が起こらない問題が生じるため、添加量が少なく抑えられている。しかし、接続端子５０Ｘのピッチが狭くなると、接続端子５０Ｘの裾の部分の流速が遅くなる。そのため、めっき液が停滞することで反応抑制剤の抑制効果が弱くなり、絶縁層３０の上面３０ａにおいて、表面処理層５２を構成する無電解ニッケルめっきが、接続端子５０Ｘの裾の部分で隣接する接続端子５０Ｘ側に延伸すると考えられる。

これに対して、第１の実施の形態に係る配線基板１（図１参照）では、絶縁層３０と表面処理層５２との間に、表面処理層５２を構成する材料に対して不活性な材料から構成された金属層４０が配置されている。これにより、接続端子５０の裾の部分の流速が遅くなり、めっき液が停滞することで反応抑制剤の抑制効果が弱くなっても金属層４０の表面では表面処理層５２の析出が抑制される。そのため、絶縁層３０の上面３０ａに表面処理層５２の裾が延伸する（はみ出す）ことを防止できる。その結果、第１の実施の形態に係る配線基板１では、比較例に係る配線基板１Ｘ（従来例）よりも接続端子５０を狭ピッチ化することが可能となる。

［第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明する。図３〜図５は、第１の実施の形態に係る配線基板の製造工程を例示する図である。まず、図３（ａ）に示す工程では、周知の方法により絶縁層１０上に配線層２０及び絶縁層３０を形成し、絶縁層３０に配線層２０の上面を露出するビアホール３０ｘを形成する。配線層２０や絶縁層１０及び３０の材料や厚さ等は前述の通りである。ビアホール３０ｘは、例えばＣＯ_２レーザ等を用いたレーザ加工法等により形成できる。ビアホール３０ｘをレーザ加工法により形成した場合には、デスミア処理を行い、ビアホール３０ｘの底部に露出する配線層２０の上面に付着した樹脂残渣を除去することが好ましい。但し、後述の図３（ｂ）に示す工程で、スパッタ法により金属層４０を形成する場合には、ビアホール３０ｘのデスミア処理は不要であり、この場合には製造工程を簡略化できる。

又、ビアホール３０ｘは、例えば、フォトリソにより形成しても良い。絶縁層３０の材料として感光性の絶縁性樹脂を用い、フォトリソによりビアホール３０ｘを形成すると、絶縁層３０の上面３０ａ側に開口する開口部の径を小さくできる。そのため、ビアホール３０ｘの直上に接続端子５０を形成する場合に、接続端子５０を小型化できる点で好適である。

次に、図３（ｂ）に示す工程では、例えば、スパッタ法や無電解めっき法等により、絶縁層３０の上面３０ａ、ビアホール３０ｘの内壁面、及びビアホール３０ｘ内に露出する配線層２０の上面を連続的に被覆する金属層４０を形成する。金属層４０の材料としては、表面処理層５２の材料に対して不活性な材料から構成することができる。又、表面処理層５２の材料に対して不活性であり、かつ、後述する表面処理層５２よりもはんだとの親和性が悪い材料から構成してもよい。具体的には、金属層４０の材料として、例えば、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）等を用いることができる。金属層４０の厚さは、例えば、１０〜５００ｎｍ程度とすることができる。なお、本実施の形態では、金属層４０の材料がチタンであるとして、以降の説明を行う。

次に、図３（ｃ）に示す工程では、例えば、スパッタ法や無電解めっき法等により、金属層４０上にシード層５１ａを積層する。シード層５１ａの材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅ニッケル合金（Ｃｕ−Ｎｉ）等を用いることができる。シード層５１ａの厚さは、例えば、１００〜３００ｎｍ程度とすることができる。なお、シード層３１ａの下層にチタンからなる金属層４０が形成されているため、絶縁層３０とシード層５１ａとの密着性が良好となる。なお、本実施の形態では、シード層５１ａの材料が銅であるとして、以降の説明を行う。

次に、図４（ａ）に示す工程では、シード層５１ａ上に金属ポスト５１に対応する開口部３００ｘを備えたレジスト層３００を形成する。そして、シード層５１ａを給電層に利用した電解めっき法により、レジスト層３００の開口部３００ｘ内に露出するシード層５１ａ上に電解めっき層５１ｂを形成する。なお、本実施の形態では、電解めっき層５１ｂの材料が銅であるとして、以降の説明を行う。

次に、図４（ｂ）に示す工程では、図４（ａ）に示すレジスト層３００を除去した後に、電解めっき層５１ｂをマスクにして、電解めっき層５１ｂに覆われていない部分のシード層５１ａをエッチングにより除去する。例えば、硫酸−過酸化水素や過硫酸塩等のエッチング液を用い、チタンからなる金属層４０を除去せずに銅からなるシード層５１ａのみを選択的に除去できる。又、プラズマ処理等のドライプロセスを用い、シード層５１ａを除去してもよい。これにより、シード層５１ａ上に電解めっき層５１ｂが積層された金属ポスト５１が形成される。なお、金属ポスト５１はビアホール３０ｘ上に形成してもよいし、ビアホール３０ｘが形成されていない絶縁層３０の上面３０ａの平坦な部分に形成してもよい。

金属ポスト５１の厚さ（ビアホール３０ｘ内は含まず、金属層４０の上面より上側の部分のシード層５１ａ及び電解めっき層５１ｂの合計の厚さ）は、例えば、２〜１５μｍ程度とすることができる。金属ポスト５１の平面形状は、例えば、円形とすることができる。金属ポスト５１のピッチは、例えば、２０〜５０μｍ程度とすることができる。

次に、図４（ｃ）に示す工程では、金属ポスト５１に覆われていない部分の金属層４０をエッチングにより除去する。例えば、フッ酸のエッチング液を用い、銅からなるシード層５１ａ及び電解めっき層５１ｂを除去せずにチタンからなる金属層４０のみを選択的に除去することができる。

なお、金属層４０は、絶縁層３０の上面３０ａに形成された部分と、絶縁層３０の上面３０ａからビアホール３０ｘの内壁面及びビアホール３０ｘ内に露出する配線層２０の上面に連続的に形成され配線層２０と接続された部分とを含むことができる。

次に、図５（ａ）に示す工程では、図４（ｃ）に示す金属ポスト５１の周囲を、例えば、０．２〜３μｍ程度エッチングし、平面視において、金属ポスト５１の外側に金属層４０の上面外縁部Ｗを環状に露出させる。例えば、金属層４０及び金属ポスト５１の平面形状がともに円形であれば、平面視において、金属ポスト５１の外側に金属層４０の上面外縁部Ｗが円環状に露出する。金属ポスト５１（シード層５１ａ及び電解めっき層５１ｂ）のエッチングには、例えば、硫酸−過酸化水素や過硫酸塩等のエッチング液を用いることができる。

次に、図５（ｂ）に示す工程では、例えば、無電解めっき法により、金属ポスト５１の上面及び側面を被覆する表面処理層５２を形成する。これにより、金属層４０と、金属ポスト５１（シード層５１ａ及び電解めっき層５１ｂ）と、表面処理層５２とから接続端子５０が形成され、配線基板１が完成する。

なお、本実施の形態では、平面視において、金属層４０の上面外縁部Ｗの内周側に、金属層４０の外周側を露出するように表面処理層５２を形成する。言い換えれば、表面処理層５２の膜厚を、金属層４０の上面外縁部Ｗの幅よりも薄く形成する。表面処理層５２としては、Ｎｉ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＡｕ層を金属ポスト５１の上面及び側面にこの順番で積層した金属層）、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ層（Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層を金属ポスト５１の上面及び側面にこの順番で積層した金属層）等を挙げることができる。

無電解めっき法によりＮｉ／Ａｕ層を形成する場合には、例えば、次亜りん酸を還元剤に用いたニッケルリン（Ｎｉ−Ｐ）めっきタイプを用いることができる。ニッケルリンめっきでは銅である金属ポスト５１の表面にニッケルを析出させるためにパラジウムを用いた触媒活性が必要となるが、チタンからなる金属層４０上では触媒活性効果がないため、金属層４０の表面にはニッケルが析出しない。つまり、チタンはニッケルに対して不活性である。このため、チタンからなる金属層４０の表面ではニッケルの析出が抑制され、絶縁層３０の上面３０ａにニッケルめっきがはみ出すことを防止できる。

図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）に示す工程の後、配線基板１上に、リフロー等により、電極端子８２が形成された半導体チップ８１を実装してもよい。配線基板１の接続端子５０と半導体チップ８１の電極端子８２とは、例えば、はんだバンプ９０を介して接合することができる。はんだバンプ９０の材料としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、スズ（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）の合金、スズ（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）の合金、スズ（Ｓｎ）とビスマス（Ｂｉ）の合金、スズ（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の合金等を用いることができる。

配線基板１では、接続端子５０が絶縁層３０の上面３０ａより突起している。そのため、接続端子５０にははんだを供給せず、半導体チップ８１の電極端子８２のみにはんだを供給し、電極端子８２に供給したはんだを溶融後凝固させて、はんだバンプ９０を形成することができる。

この時、金属層４０の材料の一つであるチタン（Ｔｉ）は、ニッケルに対してだけでなく、はんだバンプ９０を構成するはんだ材料との親和性が悪い性質も持つ。そのため、金属層４０の上面外縁部Ｗを露出させることで、はんだバンプ９０を構成するはんだ材料をはじき、はんだ材料が流れ出して、隣接する接続端子５０同士がショートすることを防止することができる。

このように、第１の実施の形態では、絶縁層３０と表面処理層５２との間に、表面処理層５２を構成する材料に対して不活性な材料から構成された金属層４０を配置する。これにより、金属層４０の表面では表面処理層５２の析出が抑制されるため、絶縁層３０の上面３０ａに表面処理層５２がはみ出すことを防止できる。

又、金属層４０の材料として、表面処理層５２に対して不活性であり、かつ、接続端子５０に形成されるはんだ材料との親和性が悪い材料を用いて、上面外縁部Ｗを露出させる。これにより、配線基板１に半導体チップ等を搭載する際に、配線基板１と半導体チップ等とを接続するはんだ材料が流れ出して、隣接する接続端子５０同士がショートすることを防止することができる。

金属層４０の側面のみを露出させている場合、厚さがナノメートル単位と薄膜な金属層４０の側面だけでは、はんだの流れ出しを抑制することが困難となり、裾同士がショートするおそれがある。そのため、第１の実施の形態のように、金属層４０の上面外縁部Ｗを露出させることが好ましい。

なお、図４（ｃ）に示す工程において、金属ポスト５１に覆われていない部分の金属層４０を全て除去するのではなく、平面視において、金属ポスト５１の外側に金属層４０の上面外縁部Ｗが環状に残るように、金属層４０のエッチング量を制御してもよい。つまり、金属ポスト５１の外側の部分の金属層４０は、他の部分に比べてエッチングレートが遅い。そのため、エッチングが進むと、まずは隣接する金属ポスト５１間に位置する金属層４０が除去され、最後に金属ポスト５１の外側の部分の金属層４０が除去される。

そこで、隣接する金属ポスト５１間に位置する金属層４０が除去された後であって、かつ、金属ポスト５１の外側の部分の金属層４０が除去される前にエッチングを停止する。これにより、図４（ｃ）に示す工程において、金属層４０は、図５（ａ）と同様の形状になる。すなわち、平面視において、金属ポスト５１の外側に金属層４０の上面外縁部Ｗが環状に露出した形状となる。この方法では、図５（ａ）に示す工程が不要となるため、配線基板１の製造工程を簡略化することが可能となり、配線基板１の製造コストを低減できる。

［実施例１］
第１の実施の形態で述べた効果を確認するために、図３（ａ）〜図５（ｂ）で説明した工程に基づいて配線基板１を作製した。なお、金属層４０の材料にはチタンを用い、金属ポスト５１の材料には銅を用いた。又、表面処理層５２としては、無電解めっき法によりＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ層を形成した。

図６は、実施例１で作製した配線基板を部分的に示す顕微鏡写真である。図６（ａ）に示すように、配線基板１の接続端子５０において、金属層４０上に金属ポスト５１及び表面処理層５２が形成され、表面処理層５２の外側に金属層４０の上面外縁部Ｗが環状に露出していることが確認できる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）を更に拡大して示す顕微鏡写真である。金属層４０は表面処理層５２を構成する材料に対して不活性であるため、金属層４０の表面では表面処理層５２の析出が抑制される。そのため、図６（ｂ）に示すように、金属層４０の表面に表面処理層５２が部分的に析出することはあっても、金属層４０の表面において表面処理層５２は連続膜としては成長することができない。

なお、金属層４０の表面において表面処理層５２が連続膜としては成長できない点に関しては、次のような実験でも確認を行った。まず、配線基板の両面に銅箔を形成し、一方の銅箔上のみに更に金属層４０に相当するチタン膜を形成した。そして、配線基板の両面に対して無電解ニッケルめっきを行った。その結果、銅箔上には数μｍのニッケル膜が形成されたが、チタン膜上には極僅かに疎らにニッケルが析出されたがニッケルの連続膜は形成されなかった。なお、ニッケルに対して不活性なチタン膜上に極僅かに疎らにニッケルが析出された理由は、無電解ニッケルめっきを析出させる触媒核（パラジウム等）がチタン膜上に極僅かにトラップされ、その部分にニッケルが析出したためと考えられる。

このように、絶縁層３０と表面処理層５２との間に金属層４０が存在することにより、絶縁層３０の上面３０ａにおいて表面処理層５２の裾が隣接する接続端子５０側に延伸しない（はみ出さない）ことが確認された。又、はんだバンプのショートの発生が低減されることが確認された。

〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、表面処理層を厚く形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

図７は、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する部分断面図であり、一方の側の最外絶縁層となる絶縁層３０近傍のみを図示している。なお、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ部の拡大図である。図７を参照するに、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板１Ａは、接続端子５０が接続端子５０Ａに置換された点が、配線基板１（図１参照）と相違する。

接続端子５０Ａは、絶縁層３０の上面３０ａから突起するように形成された突起電極であり、半導体チップ等の電子部品と電気的に接続することができる。接続端子５０Ａは、金属層４０と、金属層４０の上面に形成された接続端子本体となる金属ポスト５１と、金属ポスト５１の上面及び側面を被覆する表面処理層５３とを備えている。

接続端子５０Ａにおいて、接続端子５０と同様に、平面視において、金属ポスト５１の外側には、金属層４０の上面外縁部Ｗが環状に露出している。平面視において、表面処理層５３は、金属層４０の上面外縁部Ｗの全体を覆うように形成されている。言い換えれば、表面処理層５３の膜厚は、金属層４０の上面外縁部Ｗの幅よりも厚く形成されている。又、表面処理層５３は、金属層４０の側面を覆うように形成されている。表面処理層５３は、例えば、表面処理層５２と同様の層構成とすることができる。

但し、前述のように、金属層４０は表面処理層５３を構成する材料に対して不活性であるため、金属層４０の表面では表面処理層５３の析出が抑制される。そのため、金属層４０の表面に表面処理層５３が部分的に析出することはあっても、金属層４０の表面において表面処理層５３は連続膜としては成長することができない。

図７（ｂ）では、便宜上、金属層４０の上面外縁部Ｗ及び側面と表面処理層５３の端部とが連続的に接しているように図示している。しかし、ミクロ単位で見ると金属層４０の上面外縁部Ｗ及び側面と表面処理層５３の端部とは部分的に（例えば、疎らに）接しているだけであって、連続的には接していない。言い換えれば、金属層４０の上面外縁部Ｗ及び側面と表面処理層５３の端部とが対向する部分には微小な空洞部が形成されている。従って、金属層４０と表面処理層５３との密着力は、金属ポスト５１と表面処理層５３との密着力と比較して、大幅に小さい。

図７の場合、金属層４０の側面近傍に表面処理層５３が存在しているが、金属層４０の上面及び側面から表面処理層５３が連続膜として成長したものではない。図２の比較例に示したように、絶縁層３０と表面処理層５３との間に、表面処理層５３を構成する材料に対して不活性な材料から構成された金属層４０が配置されている。これにより、金属ポスト５１の上面及び側面では、表面処理層５３が厚く析出されると共に、金属層４０の上面及び側面において、表面処理層５３の析出が抑制される。言い換えれば、金属ポスト５１の上面及び側面に表面処理層５３を厚く析出する場合であっても、金属層４０の上面及び側面では、金属ポスト５１の上面及び側面と同厚の表面処理層５３は析出されない。

そのため、絶縁層３０の上面３０ａに表面処理層５３の裾が延伸する（はみ出す）ことを防止できる。その結果、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板１Ａにおいても、第１の実施の形態に係る配線基板１と同様に、従来よりも接続端子５０Ａを狭ピッチ化することが可能となる。

又、表面処理層５３では、表面処理層５２のように、平面視において金属ポスト５１の外側に環状に露出する金属層４０の上面外縁部Ｗよりも膜厚が薄くなるように膜厚を精密に制御する必要がないため、表面処理層５２に比べて容易に形成することができる。

［実施例２］
第１の実施の形態の変形例１で述べた効果を確認するために、図３（ａ）〜図５（ｂ）で説明した工程に基づいて配線基板１Ａを作製した。但し、図５（ｂ）に示す工程において、平面視において金属ポスト５１の外側に環状に露出する金属層４０の上面外縁部Ｗよりも膜厚が厚くなるように表面処理層５３を形成した。なお、金属層４０の材料にはチタンを用い、金属ポスト５１の材料には銅を用いた。又、表面処理層５３としては、無電解めっき法によりＮｉ／Ａｕ層を形成した。

図８は、実施例２で作製した配線基板を部分的に示す顕微鏡写真である。図８に示すように、配線基板１Ａにおいて、絶縁層３０と表面処理層５３との間に金属層４０が存在することにより、絶縁層３０の上面３０ａにおいて表面処理層５３の裾が隣接する接続端子５０Ａ側に延伸しない（はみ出さない）ことが確認された。

〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、絶縁層の突起部に接続端子を形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

図９は、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する部分断面図であり、一方の側の最外絶縁層となる絶縁層３０近傍のみを図示している。なお、図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ部の拡大図である。図９を参照するに、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板１Ｂは、絶縁層３０の上面３０ａに突起部３５が設けられた点が、配線基板１（図１参照）と相違する。突起部３５は、絶縁層３０の一部であり、絶縁層３０の他の部分と一体的に形成されている。

接続端子５０は、突起部３５の上面３５ａに形成されている。接続端子５０を構成する金属層４０は、突起部３５の上面３５ａと平面視で重複する位置に形成されている。言い換えれば、金属層４０の側面と突起部３５の側面とは面一であり段差がない。突起部３５の突起量（絶縁層３０の上面３０ａに対する突起部３５の上面３５ａの高さ）は、例えば、０．５〜１μｍ程度とすることができる。

配線基板１Ｂを作製するには、まず、第１の実施の形態の図３（ａ）から図４（ｂ）と同様の工程を実施する。そして、図１０（ａ）に示す工程では、金属ポスト５１に覆われていない部分の金属層４０をエッチングにより除去する。ここでは、第１の実施の形態のウェットエッチングとは異なり、ドライプロセスであるプラズマ処理により金属層４０を除去する。

これにより、金属ポスト５１に覆われていない部分の金属層４０が除去されると共に、金属ポスト５１に覆われていない部分の絶縁層３０の表面が削られ、絶縁層３０の上面３０ａに突起部３５が形成される。その結果、突起部３５の上面３５ａに金属層４０等が形成された構造となる。なお、この時点では、電解めっき層５１ｂの側面と、シード層５１ａの側面と、金属層４０の側面と、突起部３５の側面とは面一であり段差がない。

次に、図１０（ｂ）に示す工程では、図５（ａ）に示す工程と同様に、図１０（ａ）に示す金属ポスト５１の周囲を、例えば、０．２〜３μｍ程度エッチングし、平面視において、金属ポスト５１の外側に金属層４０の上面外縁部Ｗを環状に露出させる。

次に、図１０（ｃ）に示す工程では、図５（ｂ）に示す工程と同様に、金属ポスト５１の上面及び側面を被覆する表面処理層５２を形成する。これにより、突起部３５の上面３５ａに、金属層４０と、金属ポスト５１（シード層５１ａ及び電解めっき層５１ｂ）と、表面処理層５２とから接続端子５０が形成され、配線基板１Ｂが完成する。

このように、第１の実施の形態の変形例２では、絶縁層３０の上面３０ａに設けられた突起部３５の上面３５ａに金属層４０を含む接続端子５０が形成されている。そのため、第１の実施の形態と同様に金属層４０を設けた効果により絶縁層３０の上面３０ａに表面処理層５２がはみ出すことを防止できるが、更に突起部３５を設けたことによる効果が加わる。つまり、仮に、表面処理層５２が多少はみ出したとしても、はみ出した部分は突起部３５よりも低い位置にある絶縁層３０の上面３０ａに溜まり、隣接する接続端子５０には到達し難いため、隣接する接続端子５０同士がショートするおそれを一層低減できる。

なお、配線基板１Ｂにおいて、全ての接続端子５０の直下にビアホール３０ｘを形成し、ビアホール３０ｘを介して接続端子５０を直下の配線層２０と直接接続してもよい。この場合、絶縁層３０の上面３０ａには引き回し配線を形成しなくてよいため、接続端子５０の更なる狭ピッチ化、高密度化が可能となる。

［実施例３］
第１の実施の形態の変形例２の図１０（ａ）〜図１０（ｃ）等で説明した工程に基づいて配線基板１Ｂを作製した。なお、金属層４０の材料にはチタンを用い、金属ポスト５１の材料には銅を用いた。又、表面処理層５２としては、無電解めっき法によりＮｉ／Ａｕ層を形成した。

図１１は、実施例３で作製した配線基板を部分的に示す顕微鏡写真である。図１１に示すように、配線基板１Ｂにおいて、絶縁層３０の上面３０ａに突起部３５が設けられ、突起部３５の上面３５ａに金属層４０を含む接続端子５０が形成されていることが確認された。

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

１、１Ａ、１Ｂ 配線基板
１０、３０ 絶縁層
２０ 配線層
３０ａ 絶縁層３０の上面
３０ｘ ビアホール
３５ 突起部
３５ａ 突起部３５の上面
４０ 金属層
５０、５０Ａ 接続端子
５１ 金属ポスト
５１ａ シード層
５１ｂ 電解めっき層
５２、５３ 表面処理層
８１ 半導体チップ
８２ 電極端子
９０ はんだバンプ
３００ レジスト層
３００ｘ 開口部
Ｗ 金属層４０の上面外縁部

Claims (9)

1. 絶縁層と、
   前記絶縁層上に形成された接続端子と、を有し、
   前記接続端子は、前記絶縁層上に形成された金属層と、前記金属層の上面に形成された金属ポストと、前記金属ポストの上面及び側面を被覆する表面処理層と、を備え、
   前記金属層は、前記表面処理層の材料に対して不活性な材料から構成され、
   平面視において、前記金属ポストの外側には、前記金属層の上面外縁部が露出し、
   平面視において、前記表面処理層は、前記金属層の上面外縁部を露出するように形成されている配線基板。
2. 前記金属層は、前記表面処理層よりも、はんだとの親和性が悪い材料から構成されている請求項１記載の配線基板。
3. 前記金属ポストと前記表面処理層との密着力は、前記金属層と前記表面処理層との密着力よりも大きい請求項１又は２記載の配線基板。
4. 前記金属層と前記表面処理層とが対向する部分に空洞部が形成されている請求項１乃至３の何れか一項記載の配線基板。
5. 前記絶縁層には突起部が設けられ、
   前記接続端子は前記突起部上に形成されている請求項１乃至４の何れか一項記載の配線基板。
6. 絶縁層上に接続端子を形成する工程を有し、
   前記接続端子を形成する工程は、前記絶縁層上に金属層を形成する工程と、前記金属層の上面に金属ポストを形成する工程と、前記金属層をエッチングで除去する工程と、前記金属ポストの上面及び側面を被覆する表面処理層を形成する工程と、を備え、
   前記金属層は、前記表面処理層の材料に対して不活性な材料から構成され、
   前記接続端子を形成する工程では、
   平面視において、前記金属ポストの外側に、前記金属層の上面外縁部が露出し、
   平面視において、前記表面処理層は、前記金属層の上面外縁部を露出するように形成される配線基板の製造方法。
7. 絶縁層上に接続端子を形成する工程を有し、
   前記接続端子を形成する工程は、前記絶縁層上に金属層を形成する工程と、前記金属層の上面に金属ポストを形成する工程と、前記金属層をエッチングで除去する工程と、前記金属ポストの上面及び側面を被覆する表面処理層を形成する工程と、を備え、
   前記金属層は、前記表面処理層の材料に対して不活性な材料から構成され、
   前記接続端子を形成する工程は、
   前記絶縁層の上面全面に形成された前記金属層上に選択的に前記金属ポストを形成する工程を含み、
   前記接続端子を形成する工程では、
   平面視において、前記金属ポストの外側に、前記金属層の上面外縁部が露出し、
   前記エッチングで除去する工程では、
   前記金属ポストの外側の前記金属層をエッチングで除去すると共に、前記金属ポストの外側の前記絶縁層の表面を削り、前記絶縁層に突起部を形成し、
   平面視において、前記表面処理層は、前記金属層の上面外縁部及び側面を覆うように形成される配線基板の製造方法。
8. 前記接続端子を形成する工程は、
   前記絶縁層の上面全面に形成された前記金属層上に選択的に前記金属ポストを形成する工程を含み、
   前記エッチングで除去する工程では、
   平面視において、前記金属ポストの外側に前記金属層の外縁部が残るように、前記金属層のエッチング量を制御する請求項６又は７記載の配線基板の製造方法。
9. 前記接続端子を形成する工程は、
   前記絶縁層の上面全面に形成された前記金属層上に選択的に前記金属ポストを形成する工程を含み、
   前記エッチングで除去する工程では、
   前記金属ポストの外側の前記金属層をエッチングで除去すると共に、前記金属ポストの外側の前記絶縁層の表面を削り、前記絶縁層に突起部を形成する請求項６記載の配線基板の製造方法。