JPH07302967A - 金属メッキによるバンプの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多端子パッケージ等に使用されるプリント配
線基板上に金属メッキによるバンプの形成方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 金属薄層による電極パッド(11)を形成した基
板(10)上にメッキレジスト層(13)を被着せしめ、該メッ
キレジスト層(13)に対して露光および現像を行ってバン
プ部分を形成すべき部位を選択的に除去して開口を形成
し、該開口部分の形成された基板上のパッド(11)に金属
メッキ処理を施し、その後前記基板(10)上に残留するメ
ッキレジスト層(13)を除去すること、からなる金属メッ
キによるバンプの形成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面実装形多端子LSI
パッケージ等に使用されるプリント配線基板上に金属メ
ッキによるバンプを形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面実装形パッケージは、パーソナルコ
ンピュータやページャ等の電子機器類を小形化かつ高機
能化するために使用される。

【０００３】この種の表面実装形パッケージとしては、
多端子ＱＦＰ(Quad Flat Package)が知られており、パ
ッケージの四側面全体からＬ字形のリード線が出てお
り、これらリード線によって外部との接続が行われる。
このリード線数は、数十から２５０にも及んでいる。そ
のため、リード線ピッチは狭小となり、０．５ｍｍ以下
にもなっている。

【０００４】このような多端子ＱＦＰはマイクロプロセ
ッサ、ゲートアレイ、信号処理用ＬＳＩなどを封止して
使用され、普及している。

【０００５】しかし、多端子ＱＦＰのリード線は細く、
かつ変形し易いためプリント基板に対して正常にはんだ
付けができない事態が多発し、内包するＬＳＩを無駄に
することが多かった。

【０００６】近年、このような多数のリード線を用いる
ＱＦＰの欠点を解消するために、プラスチックＢＧＡ(B
all Grid Array) と呼ばれる技術が提案されている（例
えば特表平３−５０４０６４号参照）。

【０００７】ＢＧＡ技術は、両面配線基板の端子部分に
他基板とのはんだ接続を行うための端子を形成する球状
のはんだ（以下、ソルダ・バンプという）を設けたもの
である。

【０００８】このソルダ・バンプは、二次元のアレイ状
に配置され、ＱＦＰにおけるリード線よりも高い密度で
形成することができるため、パッケージ外形を小形化す
ることができる。

【０００９】プラスチックＢＧＡによるパッケージの組
立は、二次元アレイ状に配置された端子間隔が大きいた
め、作業が容易となり、歩留りが向上する利点がある。

【００１０】また実装にあたってもプリント配線基板の
はんだパッドに予めはんだを載置しておき、部品搭載後
一括リフローはんだ処理によって行うことができる。こ
のような作業にあたって、ソルダ・バンプは、リード線
よりも硬くて変形し難いため、実装作業も容易となり歩
留りが向上する利点がある。

【００１１】このような従来技術にかかるプラスチック
ＢＧＡにおいては、両面配線基板にソルダ・バンプを形
成する際に、そのサイズを均一にしなければならない。

【００１２】ソルダ・バンプのサイズ、特に高さが不揃
いであると、実装にあたって、他基板との接続が不安定
となる可能性があるためである。

【００１３】しかし、現実には、溶融はんだに作用する
表面張力の影響により上端が半球状となり若干の不揃い
が生ずることは避けられない。さらに、このようなソル
ダ・バンプの投影面積の不揃いの影響を考慮して、その
許容間隔にも限界があり、高密度化が限定される欠点が
ある。

【００１４】このようなソルダ・バンプの形成には、図
３のように、基板４０の表面に形成されたパッド４１の
周囲にソルダレジストのウエル４２を形成した後、ステ
ンシルによって、基板４０のパッド４１の部分にソルダ
ペースト４３を塗布し、その後リフローはんだ処理を施
して当該部分にのみソルダ・バンプ４３を形成するステ
ンシルプロセスが多く用いられている。

【００１５】さらに、ソルダペースト４３を、図示して
いないスキージ（インクまたは塗料塗布用のローラ）に
より基板４０上のソルダレジストのウエル４２内に直接
塗布して、その後上述のステンシルプロセスと同様にリ
フローはんだ処理によりソルダ・バンプ４４を形成する
方法も知られている。

【００１６】これらの従来技術にかかるソルダ・バンプ
４４の形成方法にあっては、ソルダーペーストの塗布に
際して、不要部分にも多少なりとも拡散することは避け
がたいため、所定余裕を設ける必要がありソルダ・バン
プ４４の許容密度に限界がある。

【００１７】さらに、溶融はんだを過不足なくソルダパ
ッド４１上に形成するためには、ソルダレジストのウエ
ル４２は、パッド４１よりも大きく形成しなければなら
ない。この点からも、許容密度を高めることは困難であ
った。

【００１８】また、基板のパッド上にソルダボール（球
状はんだ）を載置して溶融させる方法も知られている
が、所要時間が長くなる上、ソルダボール載置位置を決
定する際の作業上の信頼性が確保し難い欠点がある。

【００１９】さらに、ソルダペーストをスキージにより
基板４０上のソルダレジストのウエル４２内に直接塗布
する方法では、ウエル４２をソルダ・バンプ４４の所望
高さよりも高くする必要があり、作業時間が長くなる
上、ソルダペースト塗布の際に凹部に入り込んだ空気が
空洞を形成し、後続のソルダ・バンプ４４の形成時に不
完全な形状となる欠点があった。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
み、回路基板上に高密度、かつ正確な形状のソルダ・バ
ンプを形成することができる、金属メッキによるバンプ
の形成方法を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、金属薄
層による電極パッドを形成した基板上にメッキレジスト
層を被着せしめ、該メッキレジスト層に対して露光およ
び現像を行ってバンプ部分を形成すべき部位を選択的に
除去して開口を形成し、該開口部分の形成された基板上
のパッドに金属メッキ処理を施し、その後前記基板上に
残留するメッキレジスト層を除去すること、の各過程を
含む、金属メッキによるバンプの形成方法によって解決
される。

【００２２】本発明におけるバンプの形成方法では、メ
ッキレジスト層の形成にあたって、インクまたは塗料を
使用せずに、露光および現像によって所望パターンの形
成が可能で、かつ熱圧着可能なドライフィルムを使用す
ることができる。

【００２３】

【作用】本発明にかかる金属メッキによるソルダ・バン
プの形成方法によれば、ソルダ・バンプは、あらかじめ
形成されたソルダパッド上に金属メッキ処理を施すこと
によって形成される。

【００２４】従って、従来の球状はんだにより形成され
るソルダ・バンプの上面が半球状またはドーム状であっ
た（図３参照）のに対して、ソルダパッドを底面とする
ほぼ正確な柱状に形成される。

【００２５】さらに高さもメッキ処理条件を統一するこ
とにより、常に正確な形状のバンプを形成することが可
能となる。

【００２６】さらに、従来の球状はんだにより形成され
るソルダ・バンプは、ソルダペーストの塗布のような制
御困難な過程が不可欠であったのに対して、上述のよう
なドライフィルムによるパターン形成およびメッキ処理
により形成される。

【００２７】従って形状が不揃いとなる条件が排除さ
れ、高密度のバンプ形成が可能となる。

【００２８】

【実施例】以下、添付図を参照しつつ本発明を詳述す
る。図１（Ａ）〜（Ｆ）は本発明にかかる銅メッキによ
るバンプ形成工程を示すものである。

【００２９】図１（Ａ）に示すように、回路基板１０の
表面にはよく知られている手段によって導体部分１１Ｒ
を除去することにより導体によるパッド１１が形成され
ている。

【００３０】図１（Ｂ）は、回路基板１０の表面に形成
された導体パッド１１の周囲に、ソルダレジスト１２を
形成した状態を示すものである。

【００３１】このソルダレジスト１２は全体にわたって
被層を設け、その後導体パッド１１の周囲を所定領域に
わたり除去したものである。このソルダレジスト１２の
材質および被着ならびにエッチング手段等については、
公知の技術が適用可能である。

【００３２】次いで図１（Ｃ）に示すように、回路基板
１０の表面に形成された導体パッド１１およびソルダレ
ジスト１２の表面にメッキレジスト層１３を被着せしめ
る。

【００３３】このメッキレジスト層１３には種々の材質
が使用可能であるが、２５μｍないし２００μｍ程度の
厚さを有する光反応性物質により形成され、熱圧着によ
り基板表面に接着可能なドライフィルムが望ましい。

【００３４】このような光反応性物質は、フォトマスク
を介して感光させ、このような感光部位の被膜を残し、
その他の未感光部分を除去するものである。その結果、
図１（Ｄ）に示すように、回路基板１０の表面の導体パ
ッド１１部分を残してその他部分が被覆される。

【００３５】このように形成された基板にメッキ処理を
施すことにより金属導体パッド１１の上に金属メッキ部
分１４が成長する。ここで、金属メッキの種類は、限定
されないが、経済性および他の導体とのはんだ接続の便
宜等を考慮して、銅メッキとすることができる。

【００３６】その後、メッキレジスト層１３を除去する
ことにより図１（Ｆ）に示すようなバンプ１５の施され
た基板が完成する。

【００３７】メッキレジスト層１３の除去手段は、同層
を形成する材質、厚さ、バンプ１５の密度等によっても
異なるが、例えば、前述のドライフィルムに適合する特
定の剥離液に浸漬することにより、容易に除去すること
ができる。

【００３８】図２は、上述のような過程を経て形成され
た回路導体１１およびバンプ１５を有する第１の回路基
板１０を、第２の回路基板２０上のパッド１１’を介し
てはんだ３０により接続した状態を示すものである。

【００３９】このような第１の回路基板１０と第２の回
路基板２０との接続は、良く知られたリフローはんだ処
理によって容易に達成することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明にかかる、金属メッキによるバン
プの形成方法によれば、導体パッド上のバンプは、金属
メッキ、例えば銅メッキによって形成される。

【００４１】この場合の金属メッキは、メッキ溶液の濃
度、液温、処理電流の大小、処理時間等の調節によって
正確に制御可能である。

【００４２】特に、本発明の目的のように、回路基板上
に数百にも及ぶバンプを正確に二次元マトリクスとして
形成する場合にあっては、全体的に均質なバンプの形成
が可能である。

【００４３】ここで、金属メッキ層は導体パッドの形状
に従って成長するから、投影面積および高さも全て正確
に制御される。

【００４４】さらに、バンプの先端も半球状またはドー
ム状にはならず、ほぼ円柱状となる。そのため、回路基
板自体の歩留りが向上することはもとより、他基板との
接続の際の作業上の不揃いも解消され、作業上の信頼性
も向上する。

【００４５】上述のように、バンプの形状や寸法が正確
に制御可能であることから、球状はんだによるソルダ・
バンプに比して隣接部分との離隔距離を縮小することが
可能となる。

【００４６】従って、バンプの形成密度を高めることが
可能となり、表面多端子形実装パッケージのさらなる小
形化が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる金属メッキによるバンプの形成
方法の主要過程を示すモデル説明図である。

【図２】図１により形成されたバンプを有する第１の回
路基板と第２の回路基板とのはんだによる接続状態を示
す説明図である。

【図３】従来技術にかかる球状はんだによるソルダ・バ
ンプの状態を示すモデル説明図である。

【符号の対応】

１０ 回路基板 １１ 金属パッド １２ ソルダレジスト １３ メッキレジスト １４ 金属メッキ部 １５ バンプ ２０ 第２の回路基板 ３０ はんだ

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる金属メッキによるバンプの形成
方法の主要過程を示すモデル説明図である。

【図２】図１により形成されたバンプを有する第１の回
路基板と第２の回路基板とのはんだによる接続状態を示
す説明図である。

【図３】従来技術にかかる球状はんだによるソルダ・バ
ンプの状態を示すモデル説明図である。

【符号の説明】 １０ 回路基板 １１ 金属パッド １２ ソルダレジスト １３ メッキレジスト １４ 金属メッキ部 １５ バンプ ２０ 第２の回路基板 ３０ はんだ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄層による電極パッド(11)を形成し
   た基板(10)上にメッキレジスト層(13)を被着せしめ、該
   メッキレジスト層(13)に対して露光および現像を行って
   バンプ部分を形成すべき部位を選択的に除去して開口を
   形成し、該開口部分の形成された基板上のパッド(11)に
   金属メッキ処理を施し、その後前記基板(10)上に残留す
   るメッキレジスト層(13)を除去すること、を特徴とする
   金属メッキによるバンプの形成方法。
2. 【請求項２】 前記メッキレジスト層(13)として、光反
   応性の物質からなり、前記基板上に熱圧着可能なドライ
   フィルムを使用すること、を特徴とする金属メッキによ
   るバンプの形成方法。
3. 【請求項３】 前記金属メッキが、銅又は銅合金による
   メッキであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   金属メッキによるバンプ形成方法。