JPS618996A - 多層配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はＬＳＩ等の素子金搭載する多層配線基板に係り
、＠に基板内での電気信号伝播の高速化に好適な多層配
線基板の新規な構造とその製造方法に関する。

〔発明の背景〕

電子計算機用の多層配線板においては電気信号伝送の高
速化、高機能化等の要求に伴な一５絶縁基板の低誘電率
、高密度配線の適用が必須となっている。

これに対して、従来の多層配線板ではエポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂等、主として熱硬化性樹脂を基体とした銅
張シ積層板を用いて、所定の導体配線板を形成し、多層
化するもの％　あるいはアルミナグリンシートに厚膜で
高融点金属の配線層を形成し、多層化して焼結量るもの
９等がある。

エポキシ樹脂等の有機高分子膜、およびアルミナ絶縁−
材は誘電率がそれぞれ３〜５．８〜１０と太きく、絶縁
体とする配線板では信号伝送の高速化に限界がある。

一方、信号伝送の高速化を達成する方法として導体配線
基板の内層層間′に突気等の気体絶縁とする特公昭５７
−３９５５９　、特公昭５Ｂ−１１１１７あるいは導体
全空中配線とする特開昭４８−４１２５９に記載されて
いる。

しかし特公昭５７−３９５５９および特公昭５８−１１
１１７においては内層配線である信号層配線間（Ｘ。

Ｙ方向）に有機絶縁材が介在するため、実質的に誘電車
を小さくすることができない。また。

層間の接続方法として通常の多層配線板の工法である化
学銅、電絡責めつき法を用いるため微小スルホール等の
形成が困難であシ高密度配線板への適用性が小さい。

また特開昭４８−４１２５９においては蒸着法にょｐ薄
膜導体およびスルーホールを形成し、その後支持体であ
る絶縁樹脂層金除去する方法であシ。

ｊ　　　　　この場合においては、導体およびスルホー
ル接続部分が非常に薄いため１機械的物理的強度の確保
ができず、信頼性の観点から実用的でない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくシ、所定
の導体パターンを形成した二次元導体を空間をあけ、一
括又は逐次積層を可能とする合理的な接続法を提供する
ことにある。

さらに、配線板内での電気信号伝送の高速化を可能とす
る多層配線板の構造とその製造方法を提供すること−に
ある。

〔発明の耕要〕

上記目的のため種々検討した結果、以下の特徴を有する
発明で達成した。すなわち、本発明は所定の信号パター
ン、ランドパターンを形成した導体あるいは導体の有機
絶縁支持体のランド部に接続用窓を有する導体層を骨格
とする二次舛配線板においてランドパターンの片面もし
くけ両面のみに選択的にバンプ状の低融点金属層を設け
、これ全介在して複数の配線層全型ね。

低融点金属を溶融することにより、一括又は逐　　　　
、１次多重化し、各導体層間が低融点金属柱のみで接続
、あるいは相対的位置を固定し、かっ各導体配線層間が
中空であること１＊徴とする多層配線板の構造とその製
造方法である。

ランドパターン上へのバンプ状低融点金属は主に錫、鉛
を主成分とするハンダから構成され、その形成方法とし
ては通常のホトエツチング、あるいは印刷法による選択
的レジストマスキング法を用い、ハンダ合金めっき、錫
／鉛二層めっきあるいは蒸着法等によシ形成される。

この低融点金属は所定の導体パターン配線の上下（各層
間）の電気的接続を主目的に行なうものであるが、また
各層間の相対的位置を固定すると同時に立体組み立て（
多重化）に対しての機械的、物理的強度を確保する支持
体の役割を有する。

さらにはバンプ状に形成されることにより、上記の各層
間を中空に維持することができ、空気等の気体絶縁した
多層配線板が可能となる。

すなわち、空気等の気体絶縁によシ誘電率を小さくし、
電気信号伝送の高速化が達成される。

本発明の導体パターン、すなわち信号パターン、ランド
パターンを構成する導体配線は材料として低抵抗なＣｕ
　、Ａｇ　、Ａｗ　、Ａｔ　、Ｎｏ　、Ｗ　。

１！ｔ、Ｎｉ等が使用できるが、コスト、加工性の観点
からＣＩ＆が適当である。

まｆｃ、その導体の配線パターン形成には、上記材料の
板状導体を用いて、通常のホトエツチング法および導体
金属材料のエツチング法の併用により容易に可能である
。この場合のホトレジストとしてはポジ型、ネガ型の液
状感光性レジストあるいはフィルム状感光性レジスト（
ドライフィルム）が使用できる。

板状導体の厚さは特に限定しないが、約１０μｍ程度あ
ればよく、機械的、物理的に強度全維持できない場合に
はＣｕ等の導体上に剛性の高い金属、例えばＮ＊　、　
Ｔｉ　、　Ｃｒ　　などをめっき法あるいは蒸着、スパ
ッター法によシ形成すること。

または圧着張り合せなどで全体として剛性７与えること
が可能である。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の一実施例を図？用いて詳細に説明する。

〔実施例′１〕 第１図（−）は板厚２０１ｔｒＩＬの銅板１０両面に通
常の真壁蒸着法を用い、厚さ約１１．１μ専のＴｉ金属
膜２１−形成した板状導体である。

この導体両面に東京応化製ネガ型感光性レジストＯＭＲ
−Ｂ１１−スピンナー塗布、乾燥し、格子状の所定位置
に接続用ランドパターンを有するガラスホトマスク（図
示せ、ず）を両面に密着し、５００　ＷａＸｇ−Ｈ１灯
で紫外線照射、ｊＩ光後ａＭＲ−ａｓ用現像液により現
像、さらに専用リンス液にて洗浄して接続用ランドを有
するエツチングレジストパターン５を形成した（第１図
（ｈ））。

その後５０％硫酸水溶液（液温５０℃）にて露出したＴ
ｉ金属部をエツチング（第１図（ｅ））、ｓｏ℃のＯＭ
Ｒ−８３専用剥離液（東京応化製）に浸漬してレジスト
膜を剥離除去し、接続用ランド部（銅露出部）を有する
板状導体（第１図（Ｌ）　’）　’ｋ形成した。

次いで上記板状導体の両面にネガ型感光性レジストＯＭ
Ｒ−８５（東京応化製）をスピンナー塗布、乾燥し、所
定の位置に接続用低融点金属上形成するためのガラスマ
スク（図示せず）を両面に密着、Ｘｇ−Ｊｉｇ灯によシ
紫外線露光、現像。

リンスのホトプロセスで低融点金属形成用レジストパタ
ーン４を形成し一７’ｃ（第１図（−））。

第１図（−）で得られた板状導体基板を通常の電気めっ
き前処理プロセスであるアルカリ脱脂にュートラクリー
ン６８１　シップレイ社）および５％ＨＣｌ１！洗逃理
を行ない、所定の部分（接続用パッド部）に錫／鉛合金
比が６０／４０　ｔ−有するはんだめっきを行ない、第
１図び）に示すととく、接続用パッド部上に約２０μ７
１ＬＯ接続用はんだバンプ５１に形成した。

使用したはんだめっき液組成および条件は以下の通夛で
ある。

（液組成） ホウフッ化錫（４５％）　・・・　１１０〜５ＳＯｖｄ
／Ｌ。

好ましくは２２０□ｔ′　　　　　　　　セホウフッ化
鉛（４５％）　　・・・　５０〜１５０ｍ１ｔ。

好ましくは１７５ＷＬ ホＱ、７’ツ酸　　　　　・・・・・・・・・　５０〜
１５０ｓＰｔ。

好ましくは１７５ＩＩＩ／ｌ ゼラチン　　　　　　・・・・・・・・・　　１〜　’
ｒｏｔｙｔ。

好ましくは６　ｔ／ｌ ホウ酸　　　　・・・・・・・・・　５〜２０１／ｌ。

好ましくは１２ｔ（ （めっき条件） 液　　　温　・・・　　２０〜３０℃、好ましくは２５
℃電流密度　・・・　　１〜５，４，４ｍ”、好ましく
は’ｌＡ／ｄｍ”接続用パッド部にはんだバンプ會形成
した後。

低融点金属形成用レジスト膜＜ターン４ｆＯＭＲ−８４
専用剥離液（東京応化製）を用い剥離、除去して、第１
図υ）に示す接続用はんだノくンプ５を有する板状導体
を形成した。

次いで第１図（Ａ）に示すごとく、上記板状導体（はん
だバンプ形成導体板）の両面にネガ型感光性Ｖジス）、
ＯＭＲ−８３（東京応化）によシ導体パターン形成レジ
スト６を箪布、乾燥して、所定の信号配線パターンを有
するガラスマスク（図示せず）を両面に密着、Ｘ　ａ　
−Ｈｇ灯により紫外線露光した後、ＯＭＲ−８５専用現
像液、　＋３ンヌ液により処理し、信号導体配線ノ（タ
ーン１得るためのエラチンブレジストノくターンｔ６形
成した（第１図（ｉ））。

本実施例にて用いた導体ノ（ターンガラスマスクは網目
状配線パターンで、かつ配線部の交差部分が接続用バツ
ドノリーンを有するものである。

エラチン（レジメ、トノ（ターン會形成した板状導体基
板の表裏両面のＴＬ金属膜２’１５（ｌ硫酸液（５０℃
）にてエツチング除去しく第２図（−１）　。

次いで過硫酸アンモニウム：１００〜５ｏｏｔ／ｌ　　
（好ましくは２ｏｏｔ／ｌ　　）、塩化アンモニウム：
２０〜５ｏｔ／ｌ　（好ましくは５２１／Ｌ）からなる
エツチング液によυ露出部銅板１をエツチング除去（第
２図（ｂ））する。

その後、ＯＭＲ−８５専用剥１１１′Ｗ！ｉ、によす導
体ノくターン形成レジスト膜６を除去、第２図（Ｃ）に
示す導体配線パターンおよび配線パターンの交差点に低
融点金属の接続用はんだバンプ５を有する二次元導体配
線＊”＃成した。

次いで上記の配線導体全豹３００℃の炉内に１５分間投
入、接続用はんだバンプ５を溶融（ウェットバック）シ
、第２図（ｄ）　Ｋ示したごとく１球状のはんだバンプ
を形成した。

上記の球状はんだバンプは第２図（＋りに示すＴｉ金属
膜２に対するはんだヌレ性が悪いこと、すなわちＴｉ金
属膜がはんだ流れを防止するダムの役目をするため、溶
融はんだの表面張力により球状のはんだを形成するもの
である。

次いで上記の二次元導体配線体を逐次所定の接続位置に
重ね合せ％　５００℃の炉内に１５分間投入し、第２図
（−）に示すごとく所定の位置をはんだ接続する。

その後、最大出力１０「ヲ有するＣＯ，ガスレーア　　
　　　ザを用い、連続出力５００Ｆにて不要導体部分７
會切断、所望の導体回路管形成する。その後、上記と同
様に二次元導体配線体を逐次重ね合せ溶１１１Ｉｊ接続
、あるいは不要導体部分の切断全く少返し、第２図（ｆ
）に示すごとく各層間および導、体間が空気絶縁層８か
らなる中空構造を有する多裂配線基板を製造した。

〔実施例２〕 実施例１および３０層間接続用パッド部への低融点金属
形成において、所定の接続パッド上に、１ず鉛めっき皮
膜管８μ形成、水洗後さらに上記鉛めっき上に錫めっき
皮膜１２μｓｆ形成、加熱溶融時に錫／鉛合金比が６０
／４０となる二重層めっきにより低融点金属を形成した
。上記の鉛、錫めっき液組成および条件は以下の通り。

（鉛めっき） 塩基性炭酸鉛　　・・・・・・　１０〜４０ｔ／ｌスル
７アミノ酸　・・・・・・　５０〜１５０ｔ／ｌアンモ
ニア水（２８チ）・・・２０〜８０４Ｌゼラチン　　　
　・・・・・・０．５〜５＃／を液温：２０〜３０℃　
電流密度：１〜３Ａ／ｄｙｎｌ（、ゎ９Ｉ）） 硫酸錫　　　・・・パ・・・・・・・・１０〜４０　ｔ
／ｌスルファミン酸　・・川・　２０〜６０　ｆ／を酒
石酸　　　川・・・・・・・・・０．５〜５＃／を液温
：２０〜３０℃　電流密度：α５−４Ａ／ｌＬｍ”上記
の方法によシ得られた板状導体を実施例１および３と同
様な方法にょシ導体配線体を形成し、次いで３００１１
：の炉内に１５分間投入、鉛。

錫を加熱溶融して錫／鉛合金比が６０／４０となる接続
用球状はんだバンプを形成した。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によ、れば、導体配線層
間をバンプ状低融点金属で加熱溶融して積層され、多層
化されるため、合理的かつ簡易々接続方法であり、しか
も空中配線を基本とするもので、導体間の信号漏誘が小
さく、電気信号の伝送の高速化に効−果がある。

さらに本発明によれば多層基板の実装に耐える機械的、
物理的強度全確保し得る配線構造体であシ、信頼性の高
い配線板を得るに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の多層配線板の製造工程断面図
である。 １・・・銅板　　　　　　　２・・・チタン金属膜３・
・・エツチングレジスト ４・・・低融点金属形成用レジスト ５・・・接続用はんだバンプ ６・・・導体パターン形成レジスト ７・・・不要導体切断部 ８・・・空気絶縁層 （′ 代理人弁理士　高　橋　明　夫　　ゝ ＄　２　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の信号パターン、ランドパターンを形成した導
   体層を骨格とする二次元配線板において、ランドパター
   ンの片面もしくは両面にバンプ状に低融点金属層を設け
   、これを介在せしめて配線板を重ね、該低融点金属を加
   熱溶融することにより接続一体化させることを特徴とす
   る多層配線板。 ２、板状導体を用いて所定の信号パターン、ランドパタ
   ーンを有する該二次元導体配線板を形成する工程、該導
   体配線板のランドパターンの片面もしくは両面にバンプ
   状の低融点金属層を選択的、部分的に形成する工程、該
   導体配線板を重ね、低融点金属を加熱溶融し、多層配線
   板を接続一体化する工程からなることを特徴とする多層
   配線板の製造方法。