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JP4180331B2 - Printed wiring board, metal plate with relief pattern for printed wiring board, and method for manufacturing printed wiring board - Google Patents
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JP4180331B2 - Printed wiring board, metal plate with relief pattern for printed wiring board, and method for manufacturing printed wiring board - Google Patents

Printed wiring board, metal plate with relief pattern for printed wiring board, and method for manufacturing printed wiring board Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線基板の製造方法に係り、更に詳細には配線層間を貫通型の導体配線部で接続する、いわゆる導体貫通型のプリント配線基板、プリント配線基板用レリーフパターン付金属板、及びプリント配線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、多層板の製造方法として絶縁性基板の厚さ方向に略円錐形のペーストバンプを圧入して絶縁性基板の両面に形成された二つの配線パターン間の電気的導通を図る、いわゆる導体間通法が知られている。図34は従来の代表的な導体貫通法の製造工程を模式的に示した断面図である。この導体貫通法では、図34(a)に示すように、導体板101の上に例えば複数の貫通孔が穿孔された印刷用マスク(図示省略)を重ね、この印刷用マスクの上側から銀ペーストなどの導電性組成物をスキージしながら前記貫通孔に充填し、しかる後に前記印刷用マスクと導電板とを剥離することにより略円錐形のペーストバンプ群102,102,…を形成する(図34(b))。次いで例えばガラス繊維マットにエポキシ樹脂を含浸させて得られるような絶縁材料板前駆体103を積層、プレスして貫通させ(図34(c))、その上から銅箔104を積層し(図34(d))、エッチングして配線パターン104a,101aを形成してコア材110を形成する(図34(e))。
【0003】
一方、上記と同様の方法により図34(c)と同様のバンプ付銅箔120及び140を作成しておき、前記コア材110と前記バンプ付銅箔120及び140との間に、前記絶縁材料板前駆体103と同様の絶縁材料板前駆体130,150をそれぞれ図34(f)のようにセットする。しかる後にプレスして図34(g)に示したような積層体160を形成し、この積層体160の最外層の銅箔をエッチングして配線パターンを形成し、図34(h)に示したような多層プリント配線基板170を得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような配線層の形成された絶縁性基板上にペーストバンプ群を形成する場合、ペーストバンプ群形成のための印刷用マスク等が必要になる。また、導電性組成材料で形成したペーストバンプ群では高さにばらつきが生じるため、層間接続に不備が生じる場合がある。更に配線層と組成が異なるために熱的要因で組成間にクラックが発生する場合がある。また多層化工程において配線層同士を絶縁性材料を挟んで密着させるために配線層の厚みの分だけ広い層間を必要とし、同時に基板平滑性にも影響があるために、より薄い高多層プリント配線基板の製造の障害になるという問題がある。また、印刷法では技術的に0.15mmのバンプ径が形成可能なバンプの最小とされており、これ以下の直径のバンプを形成できないという問題や、印刷法で形成されるペーストバンプの高さがばらつくので層間接続の信頼性が不十分であるという問題がある。
【0005】
本発明は上記の従来の問題を解決するためになされた発明である。即ち、本発明はファインな層間接続部を有し、信頼性の高い多層プリント配線基板、プリント配線基板用レリーフパターン付金属板、及び、プリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のプリント配線基板は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一の表面に配設された第1の表面配線パターンと、前記絶縁性基板の他の表面に配設された第2の表面配線パターンと、前記第1の表面配線パターン又は前記第2の表面配線パターンと電気的に接続された金属バンプ、及び、前記第1の表面配線パターンと前記第2の表面配線パターンとの間に配設され、前記絶縁性基板表面に平行に配設された内層配線パターンとからなる金属バンプ付配線部材と、前記第1の表面配線パターンと、前記第2の表面配線パターン及び/又は内層配線パターンとを電気的に接続した層間接続部材とを具備することを特徴とする。
【0007】
上記プリント配線基板において、前記層間配線部材の例として、ペーストバンプを挙げることができる。
【0008】
上記プリント配線基板において、前記層間配線部材の例として、スルホール金属層を挙げることができる。
【0009】
本発明の他のプリント配線基板は、コア基板と、第1の内側絶縁層と、第1の外側絶縁層と、第1の表面配線パターンと、前記第1の内側絶縁層と前記外側絶縁層との間に貫挿された内側配線パターンから前記外側絶縁層表面に延設された金属バンプを有する第1の金属バンプ部材と、第2の内側絶縁層と、第2の外側絶縁層と、第2の表面配線パターンと、前記第2の内側絶縁層と前記外側絶縁層との間に貫挿された内側配線パターンから前記外側絶縁層表面に延設された金属バンプを有する第2の金属バンプ部材と、前記絶縁層で隔絶された配線パターンどうしを電気的に接続する層間接続部材と、を具備することを特徴とする。
【0010】
上記プリント配線基板において、前記層間配線部材の例として、ペーストバンプを挙げることができる。
【0011】
上記プリント配線基板において、前記層間配線部材の例として、スルホール金属層を挙げることができる。
【0012】
本発明の更に他のプリント配線基板は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一の表面に配設された第1の表面配線パターンと、前記絶縁性基板の他の面を覆う第2の表面配線パターンを構成する底部と、前記第1の表面配線パターンと電気的に接続された頭部と、前記底部から前記頭部にかけて前記絶縁性基板を貫通するバンプ部とを有する金属バンプ付配線部材とを具備することを特徴とする。
【0013】
上記プリント配線基板は、前記絶縁性基板の厚さ方向に貫挿され、前記第1の表面配線パターンと前記第2の表面配線パターンとを電気的に接続するスルホール金属層を更に具備していてもよい。
【0014】
上記プリント配線基板は、前記第1の表面配線パターン及び/又は第2の表面配線パターンのL/S値がL/S=10/10〜40/40(μm/μm)であってもよい。
【0015】
上記プリント配線基板は、前記金属バンプが、20〜100μmの頭部半径、75〜200μmの底部半径、及び50から150μmの高さを有していてもよい。
【0016】
本発明の更にもうひとつのプリント配線基板は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一の表面に配設された第1の表面配線パターンと、前記絶縁性基板の他の表面に配設された第2の表面配線パターンと、前記第1の表面配線パターン又は前記第2の表面配線パターンと電気的に接続された金属バンプ、及び、前記第1の表面配線パターンと前記第2の表面配線パターンとの間に配設され、前記絶縁性基板表面に平行に配設された内層配線パターンとを有する第1の金属バンプ付配線部材と、前記第2の表面配線パターン又は前記第1の表面配線パターンと電気的に接続された金属バンプ、及び、前記第1の表面配線パターン又は前記第2の表面配線パターンと、前記第1の金属バンプ付配線部材との間に配設され、前記絶縁性基板表面に平行に配設された他の内層配線パターンとを有する第2の金属バンプ付配線部材と、前記絶縁性基板の厚さ方向に貫挿され、少なくとも前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとを電気的に接続するスルホールメッキ層とを具備することを特徴とする。
【0017】
上記プリント配線基板では、前記第1の金属バンプ付配線部材と、前記第2の金属バンプ付配線部材との間に、絶縁層と配線パターンとを積層したコア基板が介挿されていてもよい。
【0018】
本発明のプリント配線基板の製造方法は、金属板表面にマスキングする工程と、 前記マスキングを介して前記金属板をハーフエッチングして前記金属板底面から略円錐形の金属バンプが延設されたバンプ付配線部材を形成する工程と、前記バンプ付配線部材のバンプ形成面に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層表面を研磨する工程と、前記バンプ付金属板の底面をパターニングして前記絶縁層下面側に一の配線パターンを形成する工程と、前記絶縁層表面に他の配線パターンを形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0019】
上記プリント配線基板の製造方法では、前記他の配線パターンを形成した後に、前記一の配線パターンと前記他の配線パターンとを電気的に接続するスルホール金属層を形成する工程を更に具備していてもよい。
【0020】
本発明の他のプリント配線基板の製造方法は、金属板表面にマスキングする工程と、前記マスキングを介して前記金属板をハーフエッチングして前記金属板底面から略円錐形の金属バンプが延設されたバンプ付配線部材を形成する工程と、前記バンプ付配線部材のバンプ形成面に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層表面を研磨する工程と、前記バンプ付金属板の底面をパターニングして前記絶縁層下面側に一の配線パターンを形成する工程と、前記絶縁層表面に他の配線パターンを形成して二つの積層板ユニットを形成する工程と、前記二つの積層板ユニットの間にコア絶縁層を挟んでプレスして一体化した積層体を形成する工程と、 少なくとも前記積層体の一の表面の配線パターンと前記積層体の他の表面の配線パターンとを電気的に接続するスルホール金属層を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0021】
上記プリント配線基板の製造方法において、前記コア絶縁層が、配線パターンと絶縁性基板とを積層したコア基板であってもよい。
【0022】
本発明のプリント配線基板は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一の表面に配設された第1の表面配線パターンと、前記絶縁性基板の他の表面に配設された第2の表面配線パターンと、前記第1の表面配線パターン又は前記第2の表面配線パターンと電気的に接続された金属バンプ及び前記第1の表面配線パターンと前記第2の表面配線パターンとの間に配設され、前記絶縁性基板表面に平行に配設された内層配線パターンとからなる金属バンプ付配線部材と、前記金属バンプ付配線部材と、前記第2の表面配線パターン又は前記第1の表面配線パターンとを電気的に接続したペーストバンプとを具備することを特徴とする。
【0023】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、円錐の頂部を挟み前記円錐の軸に平行な一組の平面又は曲面で裾部を切り取った略円錐形状を備えているバンプを挙げることができる。
【0024】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、導体板の表面側と裏面側から順次エッチング処理することにより形成される形状を備えているバンプを挙げることができる。
【0025】
上記プリント配線基板において、前記内層配線パターンが、前記ペーストバンプが貫通している、前記絶縁性基板を構成する絶縁性材料の層に埋設されているものを挙げることができる。
【0026】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプ付配線部材が連続した同一の金属からなるものを挙げることができる。
【0027】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、20〜100μmの頭部半径、75〜200μmの底部半径、及び50から150μmの高さを有する金属バンプを挙げることができる。
【0028】
上記プリント配線基板において、前記表面配線パターンの例として、パターン状に加工された金属箔、スパッタ膜、又はメッキ膜からなるパターンを挙げることができる。
【0029】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、円筒形、円錐形、四角錐形、円錐台形、四角錐台形、及び、円錐形の下部に円筒形の上部が接合された形状からなる群から選択される一の形状に近似する形を備えたバンプを挙げることができる。
【0030】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、前記内層配線パターンの幅と実質的に等しい幅の下部を有するバンプを挙げることができる。
【0031】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、対向する一組の平行平面と、これら平行平面の間を繋ぐ四つの曲面とからなる略六角形の、前記内層配線パターンの長手方向を法線とする平面上の断面形状を有し、前記曲面のうちの少なくとも一つが負の曲率半径を有する曲面であるバンプを挙げることができる。
【0032】
上記の本発明のプリント配線基板用のレリーフパターン付金属板としては、金属材料の片面をハーフエッチングすることによって、金属バンプ付配線部材の内層配線パターンに対応するレリーフパターンが、金属材料の片面に形成されているプリント配線基板用レリーフパターン付金属板を挙げることができる。
【0033】
本発明の他のプリント配線基板は、前記絶縁性基板の一の表面に配設された第1の表面配線パターンと、前記絶縁性基板の他の表面に配設された第2の表面配線パターンと、前記第1の表面配線パターン又は前記第2の表面配線パターンと電気的に接続された金属バンプ、及び、前記第1の表面配線パターンと前記第2の表面配線パターンとの間に配設され、前記絶縁性基板表面に平行に配設された内層配線パターンとを有する第1の金属バンプ付配線部材と、前記第2の表面配線パターン又は前記第1の表面配線パターンと電気的に接続された金属バンプ、及び、前記第1の表面配線パターン又は前記第2の表面配線パターンと、前記第1の金属バンプ付配線部材との間に配設され、前記絶縁性基板表面に平行に配設された他の内層配線パターンとを有する第2の金属バンプ付配線部材と、前記第1の金属バンプ付配線部材と前記第2の金属バンプ付配線部材との間に間挿され、前記第1の金属バンプ付配線部材と前記第2の金属バンプ付配線部材とを電気的に接続するペーストバンプとを具備することを特徴とする。
【0034】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、円錐の頂部を挟み前記円錐の軸に平行な一組の平面又は曲面で裾部を切り取った略円錐形状を備えているバンプを挙げることができる。
【0035】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、導体板の表面側と裏面側から順次エッチング処理することにより形成される形状を備えているバンプを挙げることができる。
【0036】
上記プリント配線基板において、前記内層配線パターンが、前記ペーストバンプの貫通している、前記絶縁性基板を構成する絶縁性材料の層に埋設されているものを挙げることができる。
【0037】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプ付配線部材が連続した同一の金属からなるものを挙げることができる。
【0038】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、20〜100μmの頭部半径、75〜200μmの底部半径、及び50から150μmの高さを有する金属バンプを挙げることができる。
【0039】
上記プリント配線基板において、前記表面配線パターンの例として、パターン状に加工された金属箔、スパッタ膜、蒸着膜、又はメッキ膜からなるパターンを挙げることができる。
【0040】
上記プリント配線基板において、前記金属バンプの例として、円筒形、円錐形、四角錐形、円錐台形、四角錐台形、及び、円錐形の下部に円筒状の上部が接合された形状からなる群から選択される一の形状に近似する形を備えたバンプを挙げることができる。
【0041】
上記プリント配線基板であって、前記金属バンプの例として、前記内層配線パターンの幅と実質的に等しい幅の下部を有するバンプを挙げることができる。
【0042】
上記プリント配線基板であって、前記金属バンプの例として、対向する一組の平行平面と、これら平行平面の間を繋ぐ四つの曲面とからなる略六角形の、前記内層配線パターンの長手方向を法線とする平面状の断面形状を有し、前記曲面のうち少なくとも一つが負の曲率半径を有する曲面であるバンプを挙げることができる。
【0043】
上記プリント配線基板用のレリーフパターン付金属板としては、金属材料の片面をハーフエッチングすることによって、金属バンプ付配線部材の内層配線パターンに対応するレリーフパターンが、金属材料の片面に形成されているプリント配線基板用レリーフパターン付金属板を挙げることができる。
【0044】
本発明のプリント配線基板の製造方法は、導体板の一の表面の内層配線パターン形成位置に第1のマスキングを形成する工程と、前記導体板のマスキング形成面をハーフエッチングして内層配線パターン状にレリーフパターンを前記導体板の前記一の表面に形成する工程と、前記内層配線パターン状レリーフパターン上の所定位置にペーストバンプを形成する工程と、前記ペーストバンプの上に絶縁性材料と他の導体板又は他の配線基板とを位置合わせする工程と、前記導体板と、前記絶縁性材料と、他の導体板又は他の配線基板とを加熱下に加圧する工程と、前記導体板の他の表面上の金属バンプ形成位置に第2のマスキングを形成する工程と、前記導体板の他の表面をハーフエッチングして前記内層配線パターン状レリーフパターンの根元部分を切り離し内層配線パターンとなすと同時に該内層配線パターン背面上に金属バンプを形成する工程と、前記金属バンプ形成面に絶縁性材料を充填する工程と、前記絶縁性材料を硬化する工程と、前記露出した金属バンプの頭部及び絶縁性材料層上に外側配線パターンを形成する工程とを具備することを特徴とする。
【0045】
上記プリント配線基板の製造方法において、前記絶縁性材料の例として、絶縁性基板前駆体である絶縁性材料を挙げることができる。
【0046】
上記プリント配線基板の製造方法において、前記絶縁性材料の例として、絶縁性材料組成物フィルムを挙げることができる。
【0047】
上記プリント配線基板の製造方法において、前記絶縁性材料の例として、塗布形成された絶縁性材料組成物を挙げることができる。
【0048】
本発明では、導体板をハーフエッチング処理して根元部分が結合した金属バンプを形成し、この根元部分を反対側からエッチング処理して切り離すことにより第1の表面配線パターンを形成するので、製造コストを上昇させることなく金属バンプで層間接続した多層型プリント配線基板を得ることができる。
【0049】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の製造方法について説明する。図1は本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法の各工程の流れを示したフローチャートであり、図2〜図6は本実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の各段階のものを模式的に示した断面図である。
【0050】
本実施形態に係るプリント配線基板1を製造するには、図2(a)に示したように、まず銅板などの金属板11を用意する。この金属板11としては例えば無酸素銅や、銅合金などが挙げられる。銅合金としては、例えばCr、Snなどの金属を0.2%含んだものを用いる事ができる。この金属板11の厚さは後の工程で形成しようとする金属バンプの高さや残厚に応じて選択する。例えば、高さ140μmの金属バンプを形成し、30μmの残厚が必要である場合、金属板11は厚さ170μmのものを用いる。
【0051】
次に図2(b)に示したように、この金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施す方の面、例えば図2(b)中では金属板11の上面側に第1のマスキング20を形成する(ステップ1)。この第1のマスキング20を形成する方法としては、最初に感光性樹脂を塗布し、乾燥させた後マスクパターンを介して選択的に露光し、部分的に硬化させ、次いで現像して不要部分を溶解除去するフォトリソグフィ−法などが挙げられる。
【0052】
一方金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施さない方の面、図2(b)中の下面側には表面全体にわたって保護層21を形成する。こうして図2(b)に示したように金属板11の上表面に第1のマスキング20が形成され、金属板11の下表面には保護層21が形成される。
【0053】
この状態で金属板11の上面側にハーフエッチング処理を施す(ステップ2)。このハーフエッチング処理の方法としては、エッチング液を噴霧するスプレー法、エッチング液槽中に第1のマスキング20と保護層21とを形成した金属板11を浸漬する湿式法、或いはプラズマなどのエネルギー波を衝突させる乾式法などを挙げることができる。
【0054】
以下スプレー法を例にして説明する。図2(b)に示した状態の金属板11の上面側からエッチング液を噴霧すると、霧状に噴霧されたエッチング液は第1のマスキング20と第1のマスキング20との間の露出した表面の金属板11を侵蝕し、更に第1のマスキング20の下面側にまで回り込んで金属板11をエッチングしてゆく。ここで用いるエッチング液としては、たとえば塩化第2鉄水溶液得、塩化第2銅水溶液、及び銅アンモニウム錯イオンを主成分とするアルカリ水溶液から成るエッチング液が挙げられる。
【0055】
このエッチング処理を適当なところで停止すると(ハーフエッチング/ステップ2)、図2(c)のように放物線或いは楕円状の曲線で描かれる断面形状(負の曲率半径を有する曲面)を呈する内層配線パターン状のレリーフパターン11B,11B,…(以下、「内層配線レリーフパターン」という。)が得られる。これらの内層配線レリーフパターン11B,11B,…はその根元部分11Aで繋がっている。
【0056】
次に第1のマスキング20と保護層21とを除去し(ステップ3)、表面を洗浄してエッチング液を除去すると図2(d)に示したような内層配線レリーフパターン11B,11B,…を備えた配線レリーフパターン付金属板(以下「配線部材」という。)11Dが得られる。
【0057】
次にこうして形成した内層配線レリーフパターン11B,11B,…の上に、例えば銀粉や銅粉などの導電性微粒子を例えばエポキシ樹脂等の液状熱硬化性樹脂中に分散させて得られる導電ペーストを印刷法を用いて略円錐形のペーストバンプ12,12,…を形成する(ステップ4)。
【0058】
ここでいう「印刷法」とは、例えばバンプ形成位置に貫通孔が穿孔された金属マスクを、配線パターンが形成された絶縁性基板の上に重ね、前記金属マスクの上から前記導電ペーストをヘラですり込む「スキージ」と呼ばれる操作を行い、しかる後に前記金属マスクを剥離することにより配線パターン上に略円錐形の微小なペーストバンプを形成する方法である。ここで形成するペーストバンプ12,12,…は底面半径が100〜500μm、高さが70〜550μm、底面半径対高さのアスペクト比が1:0.5〜1:3のバンプである。ペーストバンプ12,12,…は印刷後乾燥させることで形成される。
【0059】
ペーストバンプ12,12,…形成後、図3(f)に示したように、配線部材11Dのペーストバンプ12,12,…形成面上に絶縁性基板前駆体(プリプレグ)13を重ね合わせる(ステップ5)。この絶縁性基板前駆体(プリプレグ)13は、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させて形成した、例えば厚さ60μmのプリプレグである。この絶縁性基板前駆体(プリプレグ)13を前記配線部材11Dのペーストバンプ12形成面上に重ねあわせ(ステップ5)、ゴムシートのような弾性体に当接させた状態で加熱下に加圧(ヒートプレス)する(ステップ6)。
【0060】
このヒートプレスの結果、図3(g)に示したように絶縁性基板前駆体(プリプレグ)13をペーストバンプ12,12,…が貫通した絶縁性基板付配線部材14が得られる。この状態で、内層配線レリーフパターン11Bは、ペーストバンプ12の貫通したプリプレグ13の層に埋設された構造となる。
【0061】
次に、上記ステップ1〜3と同様の操作をすることにより得られた他の配線部材21を形成し、図3(h)に示したように前記絶縁性基板付配線部材14と他の配線部材21とを、ペーストバンプ12,12,…の頭部と断面凸型の配線パターン形成面とが対向するように配置する(ステップ7)。
【0062】
次にこのように対向配置した前記絶縁性基板付配線部材14と他の配線部材21とをヒートプレスする(ステップ8)。このときペーストバンプ12,12,…の頭部と他の配線部材21の内層配線レリーフパターン21B,21B,…とがそれぞれ当接し、内層配線レリーフパターン11B,11B,…と内層配線レリーフパターン21B,21B,…とが電気的に接続される。それと同時にプリプレグ13中の絶縁性熱硬化性樹脂が硬化してCステージまで移行する。
【0063】
かくして図3(i)に示したような、いわゆる2層構造のプリント配線基板用素材15が形成される。次にこのプリント配線基板用素材15の両表面に露出した配線部材11D,21のうち金属バンプ形成部分部分に、図4(j)に示したように、第2のマスキング22,24を形成する(ステップ9)。なお、この第2のマスキング22,24の形成方法も前記第1のマスキング20の形成方法と同様に、フォトリソグラフィー技術を用いて形成する方法が挙げられる。
【0064】
図4(j)に示したような第2のマスキング22,24を形成した後、この第2のマスキング22,24の上からエッチング処理を施して配線部材11D,21の底部をエッチングして切り離し、図4(k)に示したような金属バンプ11C,11C、…及び、金属バンプ21C,21C…を形成する(ステップ10)。これにより、同時に配線部材11D、21の内層配線レリーフパターン11B,21Bは、内層配線パターン11E,21Eとして形成される。
【0065】
図7はハーフエッチング処理後に得られる金属バンプの斜視図及び断面図であり、図8はこの第2のマスキング22,24側からのエッチングにより形成される、内層配線パターンと金属バンプとの結合部の斜視図であり、図9はハーフエッチング処理後に得られる内層配線レリーフパターン11Bの断面写真及び電子顕微鏡写真であり、図10は第2のマスキング22,24側からのエッチングにより形成される、内層配線パターンと金属バンプとの結合部の電子顕微鏡写真である。
【0066】
図7及び図9に示したように、金属板11の片面をハーフエッチングすることにより、略円錐形の金属バンプ11Cが形成される。この金属バンプ11Cの断面は円錐台の側面を凹型曲面に置換した形状を備えており、換言すれば負の曲率半径を有する曲面を側面に備えている。図7及び図9に示したように、金属バンプ11Cの上部は半径20〜100μm程度の円形に仕上げることが可能であり、金属バンプ11Cの高さは50〜150μm程度に仕上げることが可能である。実際の製品では、金属バンプ11Cの上部は半径40〜75μm程度の円形に仕上げることが好ましく、また、金属バンプ11Cの高さは70〜120μm程度の円形に仕上げることが好ましい。
【0067】
また図8及び図10に示したように、ステップ10の第2のマスキング側からエッチングすることにより、金属バンプ11Cの裾の部分の幅をその上部平面の半径と略同等の線幅にまで狭めると共に、金属バンプ11Cの底部が内層配線パターン11Eに結合した帯状の金属バンプ付配線部材11Fが形成される。この金属バンプ付配線部材11Fにおいて、内層配線パターン11Eはその側面部分がステップ9の第2のマスキング側からのエッチングにより略平面状、より正確には曲面状に形成されている。図11は金属バンプ11Cの断面形状を、金属バンプ付配線部材11Fの内層配線パターン11Eの長手方向を法線とし、金属バンプ11Cの軸を通る平面で切断したときの断面形状として示した断面図である。図11に示したように、ステップ10の第2のマスキング側からのエッチングにより、金属バンプ11Cの裾の部分は金属バンプの底面側すなわち第2のマスキング側から曲面状に侵食され、概略六角形の断面形状を呈し、上部と底部に配設された一組の平行平面の間を画定する側面は曲面を形成し、これらの4曲面の少なくとも一つに負の曲率半径を有する曲面を形成する。
【0068】
このとき金属バンプ11Cの底面側に形成される金属バンプ付配線部材11Fの内層配線パターン11Eの線幅は第2のマスキングの幅により調整することができる。この金属バンプ11Cの底面側に形成される金属バンプ付配線部材11Fの内層配線パターン11Eの線幅は最小30μm程度まで可能である。なお、この配線において、裏面にバンプがある部分とない部分で同一の配線幅を形成することができる。
【0069】
このようにして第2のマスキング側からのエッチングを行った後、次いで第2のマスキング22,24を除去することにより、図4(l)に示したような2層型のプリント配線基板用素材19が得られる。
【0070】
次にこのプリント配線基板用素材19の上下両面に、図4(m)に示すように、プリプレグ26,28を位置決めし、前記と同様の方法によりヒートプレスすることにより、図5(n)に示したように絶縁材料層(プリプレグ)26a,28aを金属バンプ11C,21Cが貫通した、絶縁材料付プリント配線基板用素材30が得られる(ステップ12)。次いでこの樹脂付プリント配線基板用素材30の両表面上にバフがけなどによる研磨を施すことにより(ステップ13)、図5(o)に示したような表面が平坦化された樹脂付プリント配線基板用素材32が得られる。
【0071】
次にこの樹脂付プリント配線基板用素材32の両表面に例えば電解メッキや無電解メッキなどのメッキ処理を施して(ステップ14)金属層31を形成する。しかる後にこの金属層31の上に前記と同様にして例えばフォトリソグラフィー法を用いて第3のマスキング34,34,…を形成し(ステップ15)、この第3のマスキング34,34,…の上からエッチング液を供給してエッチング処理を施し(ステップ16)、金属層31のうちの露出部分を除去すると、図6(r)に示したようなプリント配線基板40が得られる。次いで表面に付着したマスキング34,34,…を除去すると(ステップ17)、図6(s)に示したような4層の配線パターンを備えたプリント配線基板40が得られる。
【0072】
以上説明したように本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法では、金属板11をエッチングして形成した金属バンプ11C,11C,…を用いて層間接続を行うので、金属バンプ11C,11C,…の高さのバラツキが小さく、接続信頼性の高い層間接続を形成することができる。
【0073】
また本実施形態に係るプリント配線基板では、金属板11を上下両面からエッチングして金属バンプ11C及びその底部で結合した内層配線パターン11Eを形成しているので、金属バンプ11Cの幅が内層配線パターン11Eの幅と同じ寸法の狭い幅に形成することができる。そのため、隣設させる金属バンプ11C,11C間の間隔を小さくすることができ、配線パターンの密度、ひいては集積度の高いプリント配線基板を得ることができる。
【0074】
更に本実施形態に係るプリント配線基板では、単一材料からなる金属板11を上面側からのハーフエッチングと裏面側からのエッチングとにより加工して金属バンプ11C,11C,…と内層配線パターン11Fとを形成するので、安価な材料を用いることができ、製品コストを低く抑えることができる。
【0075】
(第2の実施の形態)
本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法では、上記第1の実施形態において、絶縁材料層を形成するのに絶縁性基板前駆体(プリプレグ)を位置合わせして重ね、ヒートプレスすることによりペーストバンプや金属バンプを前記絶縁性基板前駆体(プリプレグ)に貫通させるかわりに、ペーストバンプや金属バンプの上に絶縁性材料組成物からなるフィルムを被覆して適用する方法を採用した。ペーストバンプや金属バンプ上に被覆適用された絶縁性材料組成物フィルムは、圧力と熱によりペーストバンプや金属バンプを貫通させ、その頭部が絶縁性材料組成物フィルムの上に突出し、ちょうど上記第1の実施形態において、絶縁性基板前駆体(プリプレグ)を重ね、ヒートプレスしてペーストバンプや金属バンプを前記絶縁性基板前駆体(プリプレグ)に貫通させたのと同じ状態が得られる。
【0076】
本実施形態ではペーストバンプや金属バンプ上に絶縁性材料の層を形成するのに絶縁性材料組成物フィルムを被覆適用する方法を採用しているので、平板高圧プレス機のような大型の設備を必要としない。
【0077】
(第3の実施の形態)
本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法では、上記第1の実施形態において、絶縁材料層を形成するのに絶縁性基板前駆体(プリプレグ)を位置合わせして重ね、ヒートプレスすることによりペーストバンプや金属バンプを前記絶縁性基板前駆体(プリプレグ)に貫通させるかわりに、ペーストバンプや金属バンプの上に絶縁性材料組成物を塗布する方法を採用した。ペーストバンプや金属バンプ上に、絶縁性材料組成物を、その頭部が露出するように塗布形成することによって、ちょうど上記第1の実施形態において、絶縁性基板前駆体(プリプレグ)を重ね、ヒートプレスしてペーストバンプや金属バンプを前記絶縁性基板前駆体(プリプレグ)に貫通させたのと同じ状態が得られる。
【0078】
本実施形態ではペーストバンプや金属バンプ上に絶縁性材料の層を形成するのに絶縁性材料組成物を塗布形成する方法を採用しているので、平板高圧プレス機のような大型の設備を必要としない。また、高圧のプレスを行わないので、バンプなどが変形する虞れが小さく、信頼性の高い層間接続を形成することができる。
【0079】
(第4の実施形態)
以下、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の製造方法について説明する。図12は本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法の各工程の流れを示したフローチャートであり、図13〜図17は本実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の各段階のものを模式的に示した断面図である。
【0080】
本実施形態に係るプリント配線基板1を製造するには、図13(a)に示したように、まず銅板などの金属板11を用意する。この金属板11としては例えば板厚約150μmのCu99.9%の無酸素銅などが挙げられる。
【0081】
次に図13(b)に示したように、この金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施す方の面、例えば図13(b)中では金属板11の上面側に第1のマスキング20を形成する(ステップ1)。この第1のマスキング20を形成する方法としては、最初に感光性樹脂(フォトレジスト)を塗布し乾燥後、予め所定の回路図柄が描画されたマスクパターンを介して例えば出力3kWの高圧水銀灯から発射される平行光を照射して選択的に露光し、部分的に硬化させる。次いで、例えば30℃、1.0%の炭酸ナトリウムを表面に圧力0.1MPaでスプレー噴霧して非感光面を溶解除去することにより、現像して不要部分を溶解除去する。
【0082】
一方金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施さない方の面、図13(b)中の下面側には表面全体にわたって保護層21を形成する。
【0083】
この状態で金属板11の上面側にハーフエッチング処理を施す(ステップ2)。
【0084】
以下スプレー法を例にして説明する。図13(b)に示した状態の金属板11の上面側からエッチング液を噴霧すると、霧状に噴霧されたエッチング液は第1のマスキング20と第1のマスキング20との間の露出した表面の金属板11を侵蝕し、更に第1のマスキング20の下面側にまで回り込んで金属板11をエッチングしてゆく。このハーフエッチング処理の方法としては、例えば50℃の比重1.4の塩化第2鉄水溶液を圧力0.3MPaでスプレー噴霧して、表面からの深さが30μmになるまでエッチングする方法が挙げられる。
【0085】
このエッチング処理を適当なところで停止すると(ハーフエッチング/ステップ2)、図13(c)のように放物線或いは楕円状の曲線で描かれる断面形状(負の曲率半径を有する曲面)を呈する内層配線レリーフパターン11B,11B,…が得られる。これらの内層配線レリーフパターン11B,11B,…はその根元部分11Aで繋がっている。
【0086】
次に第1のマスキング20と保護層21とを除去し(ステップ3)、表面を洗浄してエッチング液を除去すると図13(d)に示したような内層配線レリーフパターン11B,11B,…を備えた配線部材11Dが得られる。
【0087】
なおマスキング20や保護層の除去には例えば50℃、3%の水酸化ナトリウム水溶液を使用する。
【0088】
次にこうして形成した内層配線レリーフパターン11B,11B,…の上に、例えば銀粉や銅粉などの導電性微粒子を例えばエポキシ樹脂等の液状熱硬化性樹脂中に分散させて得られる導電ペーストを、例えば所定のバンプ形成位置に0.3mm径の貫通孔を穿孔したメタルマスクの上から導電ペーストをスキージしてすり込む、いわゆる印刷法を用いて略円錐形のペーストバンプ12,12,…を形成する。
【0089】
ペーストバンプ12,12,…形成後、図14(f)に示したように、配線部材11Dのペーストバンプ12,12,…形成面上に絶縁性基板前駆体(プリプレグ)、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸被着してなる厚さ60μmのプリプレグ13を重ね合わせる(ステップ5)。
【0090】
このプリプレグ13を前記配線部材11Dのペーストバンプ12形成面上に重ねあわせ(ステップ5)、ゴムシートのような弾性体に当接させた状態で加熱下に加圧(ヒートプレス)する(ステップ6)。
【0091】
このヒートプレスの結果、図14(g)に示したようにプリプレグ13をペーストバンプ12,12,…が貫通した絶縁性基板付配線部材14が得られる。この状態で内層配線レリーフパターン11Bはペーストバンプ12の貫通したプリプレグ13の層に埋設された構造となる。
【0092】
次に、銅箔のような導体板51を用意し、図14(h)に示したように前記絶縁性基板付配線部材14と導体板51とを、ペーストバンプ12,12,…の頭部と導体板51とが対向するように配置する(ステップ7)。
【0093】
次にこのように対向配置した前記樹脂付配線部材14と導体板51とをヒートプレスする(ステップ8)。このときペーストバンプ12,12,…の頭部と導体板51とが当接して電気的に接続される。それと同時にプリプレグ13中の絶縁性熱硬化性樹脂が硬化してCステージまで移行する。
【0094】
かくして図14(i)に示したような、いわゆる2層構造のプリント配線基板用素材60が形成される。次にこのプリント配線基板用素材60の表面に露出した配線部材11Dのうち、金属バンプ形成部分に、図15(j)に示したように、第2のマスキング22,53を形成する(ステップ9)。なお、この第2のマスキング22,53の形成方法も前記第1のマスキング20の形成方法と同様に、フォトリソグラフィー技術を用いて形成する方法が挙げられる。
【0095】
図15(j)に示したような第2のマスキング22,53を形成した後、この第2のマスキング22,53の上からエッチング処理を施して配線部材11Dの底部をエッチングして切り離し、図15(k)に示したような金属バンプ11G,11G、…を形成する(ステップ10)。これにより、同時に配線部材11Dの内層配線レリーフパターン11Bは内層配線パターン11Hとして形成される。
【0096】
このようにして第2のマスキング側からのエッチングを行った後、次いで第2のマスキング22,53を除去することにより、図15(l)に示したような2層型のプリント配線基板用素材62が得られる。
【0097】
次にこのプリント配線基板用素材62の上面に、例えば厚さ60μmのプリプレグ26を位置決めし、前記と同様の方法によりヒートプレスすることにより、図16(n)に示したように絶縁材料層(プリプレグ)26aを金属バンプ11Gの頭部11Cが貫通した、絶縁材料付プリント配線基板用素材63が得られる(ステップ12)。
【0098】
次いでこの絶縁材料付プリント配線基板用素材63の上表面にバフがけなどによる研磨を施すことにより(ステップ13)、図16(o)に示したような表面が平坦化された絶縁材料付プリント配線基板用素材64が得られる。
【0099】
次にこの絶縁材料付プリント配線基板用素材64の両表面に例えば電解メッキや無電解メッキなどのメッキ処理を施して(ステップ14)金属層31を形成する。例えば、まず表面を1%の硫酸に浸漬後、水洗して表面を洗浄する。その後表面にパラジウム−錫の錯化合物を吸着させ、次に錫成分を除去する。次いで後、ホルマリン、水酸化ナトリウム、硫酸銅の混合液中で銅を0.3μm程度析出させる。次いで更に電解メッキを行う。例えば、30℃の硫酸、硫酸銅の混合液中で3A/dmの電流を約10分間流して表面に5μmの銅を析出させる。
【0100】
しかる後にこの金属層31の上に前記と同様にして例えばフォトリソグラフィー法を用いて第3のマスキング34,34,…,及び55,55,…を形成し(ステップ15)、この第3のマスキング34,34,…,及び55,55,…の上からエッチング液を供給してエッチング処理を施し(ステップ16)、金属層31,51のうちの露出部分を除去すると、図17(r)に示したようなプリント配線基板66が得られる。次いで表面に付着したマスキング34,34,…及び55,55,…を除去すると(ステップ17)、図17(s)に示したような3層の配線パターンを備えたプリント配線基板66が得られる。
【0101】
以上説明したように、本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法では、金属板11をエッチングして形成した金属バンプ11G,11G,…を用いて層間接続を行うので、金属バンプ11G,11G,…の高さのバラツキが小さく、接続信頼性の高い層間接続を形成することができる。
【0102】
また本実施形態に係るプリント配線基板では、金属板11を上下両面からエッチングして金属バンプ11G及びその底部で結合した内層配線パターン11Hを形成しているので、金属バンプ11Gの幅が内層配線パターン11Hの幅と同じ寸法の狭い幅に形成することができる。そのため、隣設させる金属バンプ11G,11G間の間隔を小さくすることができ、配線パターンの密度、ひいては集積度の高いプリント配線基板を得ることができる。
【0103】
更に本実施形態に係るプリント配線基板では、単一材料からなる金属板11を上面側からのハーフエッチングと裏面側からのエッチングとにより加工して金属バンプ11G,11G,…と内層配線パターン11Hとを形成するので、安価な材料を用いることができ、製品コストを低く抑えることができる。
【0104】
(実施例1)
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、Cu99.9%以上の無酸素銅からなる板厚150ミクロンの銅板の両面に感光性レジストを塗布し、片面に予め所定の配線パターンの図柄を描画したフィルムマスクを用い、その上から3kWの超高圧水銀灯から照射される平行光を用いて真空密着露光を行った。次に露光で焼き付けした図柄を現像した。現像には30℃、1.0%の炭酸ナトリウムを表面に圧力0.1MPaで噴霧して非感光面を溶解して除去した。
【0105】
現像により露出した銅板表面をエッチングして所定の内層配線レリーフパターンをハーフエッチングにて配線部材を形成した。ハーフエッチングの方法としては、50℃の比重1.4の塩化第2鉄水溶液を圧力0.3MPaでスプレー噴霧して、深さが約30μmになるまでエッチングした。次いで感光性レジストを剥離し洗浄した後、乾燥した。
【0106】
次に板厚0.2mmのステンレス板の所定位置に0.2mm径の孔を穿孔したメタルマスクを用いて、上記配線部材の所定位置にエポキシ樹脂系銀ペーストの突起(バンプ)を印刷し、乾燥させ、ペーストバンプを形成した。このようなスクリーン印刷と乾燥の各工程を複数回繰り返すことにより所定の高さのペーストバンプを形成した。
【0107】
次に、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸被着してなる厚さ60μmのプリプレグを前記バンプを印刷した配線部材の上に積層配置し、熱ローラーの間を通過させることによりバンプの先端が前記プリプレグを貫通した積層体を得た。
【0108】
前述したハーフエッチングと同様の工程を行って片側に所定の配線パターンの図柄を形成した他の配線レリーフパターン付の配線部材を作成した。この他の配線レリーフパターン付の配線部材に対して、前記積層体を上下反転させ、二つの配線部材が各々の配線レリーフパターン面を対向させるように積層配置し、加熱機構、加圧機構、及び、冷却機構を備えたプレス装置にセットし、175℃、3MPaの条件で60分間プレスして貫通型導体部を備えた両面銅張のプリント配線基板用素材を作成した。
【0109】
上記のプリント配線基板用素材の両面に感光性レジストを塗付し、予め所定の導通用のバンプ(金属バンプ)の図柄を描画したフィルムマスクを用い、3kWの超高圧水銀灯から照射される平行光にて真空密着露光を行った。露光後、30℃、圧力0.1MPaの条件で1.0%の炭酸ナトリウムを前記感光性レジストを塗布した前記プリント配線基板用素材の両表面に噴霧し、非感光面を溶解して除去した。上記現像により露出した前記プリント配線基板用素材両面の銅板表面をエッチングして所定の金属バンプをハーフエッチング処理により形成した。このときのハーフエッチング処理には、50℃の比重1.4の塩化第2鉄水溶液を圧力0.3MPaでスプレー噴霧し、所定の厚さになるまでハーフエッチングを施した。次いで感光性レジストを剥離除去し、洗浄した後、乾燥した。剥離には50℃、3%の水酸化ナトリウム水溶液を使用した。
【0110】
次いでガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸被着してなる厚さ60μmのプリプレグを、金属バンプが形成された前記プリント配線基板用素材の上下両面に積層配置し、熱ローラーの間を通過させることにより、表裏の金属バンプの先端が前記プリプレグをそれぞれ貫通した積層体を形成した。こうして得た積層体の両表面に研磨ロールなどを当接させて研磨し、前記プリプレグの表面と金属バンプの先端面とが同一平面状になるように表面状態を整えた。
【0111】
次に前記表面研磨した積層体の両表面にメッキを施して銅層を形成した。この工程では、まず無電解メッキを施して積層体表面に薄くメッキ層を形成した。詳細には、まず、積層体の表面を1%の硫酸に浸漬した後、表面を水洗して洗浄した。その後表面にパラジウム−錫の錯化合物を吸着させ、次に錫成分を除去した。しかる後、ホルマリン、水酸化ナトリウム、硫酸銅の混合液中で銅を厚さ0.3μm程度析出させた。次いで銅層の上に電解メッキを行った。具体的には30℃の硫酸、硫酸銅の混合液中で3A/dmの電流を約10分間通電し、表面に厚さ5μmの銅層を形成した。この銅層の表面に感光性レジストを塗布し、予め所定の表面配線パターンの図柄を描画したフィルムマスクを重ね、3kWの超高圧水銀灯から発射された平行光をそのフィルムマスクの上から照射して真空密着露光を行った。こうして焼付けした図柄を現像した。現像は30℃、圧力0.1MPaの条件で1.0%の炭酸ナトリウムを表面にスプレー噴霧して非感光面を溶解して除去した。
【0112】
上記現像により露出した銅層表面をエッチングして所定の配線パターンをハーフエッチングして形成した。具体的には50℃の比重1.4の塩化第2鉄水溶液を圧力0.3MPaでスプレー噴霧して、所定の厚さになるまでハーフエッチングを施した。次いで感光性レジストを剥離し、洗浄した後、乾燥した。剥離には50℃、3%の水酸化ナトリウム水溶液を使用した。
【0113】
このようにして得られたプリント配線基板は、以下のような優れた諸特性を備えた高品質のプリント配線基板であることが確認された。最外層において、層間接続部にランドを形成する必要が無く、L/S=40/40μmで高精細なプリント配線基板が得られた。さらに上記プリント基板に対しホットオイル試験を実施したところ、500サイクル後において抵抗変化率10%以内の高い信頼性を確認した。
【0114】
(実施例2)
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、上記第1の実施形態と同様にして、ペーストバンプを形成した配線部材と他の配線部材とを突き当てて層間接続し、形成されるプリント配線基板用素材の両表面を再度エッチングして金属バンプを形成した。その次の工程として、金属バンプの上にプリプレグを重ねてヒートプレスする代わりに、エポキシ樹脂を主成分とし、感光性を有するフィルム状の絶縁材を用意した。この絶縁材を、配線部材の上下にラミネートした後に、表裏のフィルムに紫外線を照射し、前記感光性フィルム状絶縁材中の樹脂を硬化させた。以後の操作も第1の実施例と同様の操作を行った。
【0115】
このようにして得られたプリント配線基板は、以下のような優れた諸特性を備えた高品質のプリント配線基板であることが確認された。
【0116】
すなわち、最外層において、層間接続部にランドを形成する必要がなく、L/S=40/40μmで高精細なプリント配線基板が得られた。さらに上記プリント配線基板に対しホットオイル試験を実施したところ、500サイクル後において抵抗値変化率10%以内の高い信頼性を確認した。
【0117】
(実施例3)
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、上記第1の実施形態と同様にして、ペーストバンプを形成した配線部材と他の配線部材とを突き当てて層間接続し、形成されるプリント配線基板用素材の両表面を再度エッチングして金属バンプを形成した。その次の工程として、金属バンプの上にプリプレグを重ねてヒートプレスする代わりに、絶縁性の液体樹脂をカーテンコートにて塗布し、乾燥させた。以後の操作も第1の実施例と同様の操作を行った。
【0118】
このようにして得られたプリント配線基板は、以下のような優れた諸特性を備えた高品質のプリント配線基板であることが確認された。
【0119】
すなわち、最外層において、層間接続部にランドを形成する必要がなく、L/S=40/40μmで高精細なプリント配線基板が得られた。さらに上記プリント配線基板に対しホットオイル試験を実施したところ、500サイクル後において抵抗値変化率10%以内の高い信頼性を確認した。
【0120】
(第5の実施形態)
本実施形態では、絶縁性基板の一の表面に第1の配線パターンを形成し、他の表面に金属バンプ付の第2の配線パターンを形成した。第1の配線パターンと第2の配線パターンとは第2の配線パターンと一体的に形成された金属バンプを介して電気的に接続されている。図18は本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートであり、図19及び図20はは本実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の各段階のものを模式的に示した断面図である。
【0121】
本実施形態に係るプリント配線基板1を製造するには、図19(a)に示したように、まず銅板などの金属板11を用意する。次に図19(b)に示したように、この金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施す方の面、例えば図19(b)中では金属板11の上面側に第1のマスキング41を形成する(ステップ1)。
【0122】
一方金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施さない方の面、すなわち図19(b)中の下面側には表面全体にわたって保護層43を形成する。こうして図19(b)に示したように金属板11の上表面に第1のマスキング41が形成され、金属板11の下表面には保護層43が形成される。この状態で金属板11の上面側にハーフエッチング処理を施す(ステップ2)。図19(b)に示した状態の金属板11の上面側からエッチング液を噴霧すると、霧状に噴霧されたエッチング液は第1のマスキング41と第1のマスキング41との間の露出した表面の金属板11を侵蝕し、更に第1のマスキング41の下面側にまで回り込んで金属板11をエッチングしてゆく。
【0123】
このエッチング処理を適当なところで停止すると(ハーフエッチング/ステップ2)、図19(c)のように放物線或いは楕円状の曲線で描かれる断面形状(負の曲率半径を有する曲面)を呈する金属バンプ11B,11B,…が得られる。これらの金属バンプ11B,11B,…はその根元部分11Aで繋がっている。次に第1のマスキング41と保護層43とを除去し(ステップ3)、表面を洗浄してエッチング液を除去する。その結果図19(d)に示したような金属バンプ11B,11B,…を備えた配線レリーフパターン付金属板(以下「配線部材」という。)11Cが得られる。
【0124】
次いでこの配線部材11Cの金属バンプ形成面上に図19(e)のような絶縁材料層(絶縁層)13を形成する(ステップ4)。絶縁材料層13の形成方法としては、プリプレグを重ねてプレスする方法、液状の絶縁材料組成物を塗布する方法、絶縁材料製のフィルムを重ねて金属バンプ11Bを貫通させる方法等が挙げられる。次に絶縁材料層13表面を研磨して絶縁材料層13表面に突出した金属バンプ11Bを削り(ステップ5)、図20(f)に示したように表面を平滑化する。次いで平滑化した表面にメッキ処理を施して(ステップ6)、図20(g)に示したような金属層45を形成する。次いで図20(h)に示したように2層板49両表面に第2のマスキング47,48を形成する(ステップ7)。次に図20(i)に示したように前記第2のマスキング47,48を例えばフォトリソグラフィーによりパターニングする。しかる後に第2のマスキング47,48の上からエッチングを施して金属層45,11Aをパターニングする(ステップ8)。その結果図20(j)のように余分な金属部分が除去される。次いで第2のマスキング47a,48aを除去すると(ステップ9)、図20(k)に示したような両面配線板49aが得られる。
【0125】
本実施形態に係る両面配線板では、配線パターンと一体的に形成された金属バンプを介して層間接続が形成されている。そのため、信頼性の高い層間接続が得られる。また、スルホールのような貫通孔を形成しないので、集積度の高いプリント配線基板を得ることができる。
【0126】
(第6の実施形態)
本実施形態では、エッチングで形成した金属バンプとスルホールメッキとを併用して多層板を形成する。図21は本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートであり、図22〜図25は本実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の各段階のものを模式的に示した断面図である。
【0127】
本実施形態に係るプリント配線基板1を製造するには、図22(a)に示したように、銅板などの金属板11を用意する。次に図22(b)に示したように、金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施す方の面、例えば図22(b)中では金属板11の上面側に第1のマスキング41を形成する(ステップ1)。
【0128】
一方金属板11の表面のうち、ハーフエッチングを施さない方の面、すなわち図22(b)中の下面側には表面全体にわたって保護層43を形成する。こうして図22(b)に示したように金属板11の上表面に第1のマスキング41が形成され、金属板11の下表面には保護層43が形成される。この状態で金属板11の上面側にハーフエッチング処理を施す(ステップ2)。図22(b)に示した状態の金属板11の上面側からエッチング液を噴霧すると、霧状に噴霧されたエッチング液は第1のマスキング41と第1のマスキング41との間の露出した表面の金属板11を侵蝕し、更に第1のマスキング41の下面側にまで回り込んで金属板11をエッチングしてゆく。
【0129】
このエッチング処理を適当なところで停止すると(ハーフエッチング/ステップ2)、図22(c)のように放物線或いは楕円状の曲線で描かれる断面形状(負の曲率半径を有する曲面)を呈する金属バンプ11B,11B,…が得られる。これらの金属バンプ11B,11B,…はその根元部分11Aで繋がっている。次に第1のマスキング41と保護層43とを除去し(ステップ3)、表面を洗浄してエッチング液を除去する。その結果図22(d)に示したような金属バンプ11B,11B,…を備えた配線レリーフパターン付金属板(以下「配線部材」という。)11Cが得られる。
【0130】
次いでこの配線部材11Cの金属バンプ形成面上に図22(e)のような絶縁材料層(絶縁層)13を形成する(ステップ4)。次に図23(f)に示したように配線部材11Cの下面側表面にフォトレジストからなる第2のマスキング層46を形成する(ステップ5)。このこの第2のマスキング層46をフォトリソグラフィー法によりパターニングして図23(g)のようにパターニングし第2のマスキング46aを形成する。次いで第2のマスキング46aの上からエッチングを施す(ステップ6)。その結果図23(h)に示すように配線部材底部の金属層11Aがパターニングされる。金属層11A上の第2のマスキング46aを除去すると(ステップ7)、図23(i)に示したような多層板ユニット71aが得られる。一方、この多層板ユニットと同様にしてもう一枚の多層板ユニット73aを作成しておく。
【0131】
次いで上記のようにして形成した二枚一組の多層板ユニット71a,73aを図23(j)に示したようにプリプレグ72を挟んで対向させた状態で重ね合わせる(ステップ8)。この重ね合わせた状態でヒートプレスする(ステップ9)。その結果図24(k)に示したような多層板中間体75が得られる。この多層板中間体75表面には図24(k)に示したように金属バンプ11B,11Jの各頭部先端が突出しているので、多層板中間体75の表面を研磨する(ステップ10)。その結果図24(l)に示したように多層板中間体75の表面が平滑化される。次いで多層板中間体75の所定の位置にドリリングなどの機械的加工やレーザー光照射などの光学的加工により貫通孔67を形成する(ステップ11)。その結果図24(m)に示したようなスルホール用の貫通孔67を備えた多層板中間体75aが形成される。次いでこの多層板中間体75a表面にスルホールメッキを施す(ステップ12)。その結果図24(n)に示したようなスルホールメッキ層68が形成される。次いで多層板中間体75b表面の金属層68を選択的エッチングなどによりパターニングする(ステップ13)。その結果図25(o)に示したような多層板77が得られる。
【0132】
本実施形態では金属バンプとスルホールメッキとを併用して層間接続を形成している。そのため、信頼性の高い層間接続が形成された多層板を得ることができる。
【0133】
(第7の実施形態)
本実施形態では、エッチングで形成した金属バンプとスルホールメッキとを併用して多層板を形成する。図26は本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートであり、図27〜図31は本実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の各段階のものを模式的に示した断面図である。
【0134】
本実施形態に係るプリント配線基板を製造するには、図27(a)に示したように、銅板などの金属板10を用意する。次に図27(b)に示したように、金属板10の表面のうち、ハーフエッチング処理を施して内側配線パターンを形成する方の面、例えば図27(b)中では金属板10の下面側に第1のマスキングを形成する(ステップ1)。
【0135】
一方金属板10の表面のうち、内側配線パターンを形成しない方の面、すなわち図27(b)中の上面側には表面全体にわたって保護層42を形成する。こうして図27(b)に示したように金属板10の下表面に第1のマスキング46が形成され、金属板10の上表面には保護層42が形成される。この状態で金属板10の下面側にハーフエッチング処理を施す(ステップ2)。図27(b)に示した状態の金属板10の上面側からエッチング液を噴霧すると、霧状に噴霧されたエッチング液は第1のマスキング44と第1のマスキング44との間の露出した表面の金属板10を侵蝕し、第1のマスキング44のパターンに対応した形にエッチングされる。
【0136】
このエッチング処理を適当なところで停止すると(ハーフエッチング/ステップ2)、図27(c)のように内側配線パターン46が金属板10の下面側表面に形成される。この内側配線パターン46が下面側に形成された金属板10表面から第1のマスキング44と保護層42とを除去する(ステップ3)。すると図27(d)に示したような金属板10が形成される。上記と同様にしてもう一枚の金属板10aを形成しておく。次いで図27(e)のように4層の配線パターン27を備えたコア材29を用意する。このコア材27の両表面にそれぞれプリプレグ26,28と上記金属板10,10aとを二枚ずつ対向配置して重ね合わせる(ステップ4)。この状態でヒートプレスする(ステップ5)。その結果図28(f)に示したような多層板中間体80が得られる。
【0137】
次いでこの多層板中間体80の両表面の所定位置、正確には金属バンプを形成する位置に第2のマスキング47,48を図28(g)のように形成する(ステップ6)。この状態で多層板中間体80の両面にハーフエッチング処理を施す(ステップ7)。図29(h)に示した状態の多層板中間体80の両面からエッチング液を噴霧すると、霧状に噴霧されたエッチング液は第2のマスキング47(48)と第2のマスキング47(48)との間の露出した表面の金属板10,10aを侵蝕し、更に第2のマスキング47,48の下面側にまで回り込んで金属板10,10aをエッチングしてゆく。
【0138】
このエッチング処理を適当なところで停止すると(ハーフエッチング/ステップ7)、図29(h)のように放物線或いは楕円状の曲線で描かれる断面形状(負の曲率半径を有する曲面)を呈する金属バンプ11B,11B,…が得られる。上記ハーフエッチングで金属板10,10aが表面側から削られて薄くなってゆく。そして最後には金属板10,10a底面側に形成された内側配線パターン46,46aが切り離され、内側配線パターン46,46aが完成する。
【0139】
次に第2のマスキング47,48を除去し(ステップ8)、表面を洗浄してエッチング液を除去する。その結果図29(i)に示したような金属バンプ11B,11B,…が表面に形成された多層板中間体80aが得られる。
【0140】
次いでこの多層板中間体80aの金属バンプ形成面上に図30(j)のような絶縁材料層(絶縁層)13a,13bを形成する(ステップ9)。しかる後に表面研磨して(ステップ10)、図30(k)のように多層板中間体80cの表面を平滑化する(ステップ10)。
【0141】
次に図31(l)に示したように多層板中間体80cの所定位置、すなわちスルホール形成位置に機械的加工を施して貫通孔67を形成する(ステップ11)。次いでこの多層板中間体80dの表面に無電解メッキや電解メッキなどによりメッキを施す(ステップ12)。その結果、図31(m)に示したようなスルホールメッキ層68が形成される。次いでこの多層板中間体80e表面の金属層68をパターニングする(ステップ13)。こうして図31(n)に示したような金属バンプ11B,11Jとスルホールメッキ68とが混在した多層板82が得られる。
【0142】
本実施形態では金属バンプとスルホールメッキとを併用して層間接続を形成している。そのため、信頼性の高い層間接続が形成された多層板を得ることができる。
【0143】
(第8の実施形態)
本実施形態に係るプリント配線基板では、上記第4の実施形態で形成したプリント配線基板の表面の金属層の上に更にNi/Auメッキを施した構成とした。図32は本実施形態に係るプリント配線基板の断面図の部分的拡大図である。図33は本実施形態に係るプリント配線基板の最終的な使用形態を示した断面図である。図32に示したように、本実施形態に係るプリント配線基板では、表面の金属層の上に更に更にNi/Auメッキが形成されている。
【0144】
本実施形態に係るプリント配線基板を製造するには、概ね上記第4の実施形態の製造方法に従う。すなわち、上記第4の実施形態のステップ1〜13に従って図32(n)示したような絶縁基板用素材63を形成する。次いでこの絶縁基板用素材63の上表面を研磨して平滑化し、図32(n)示したような絶縁基板用素材64を形成する。この絶縁基板用素材64下面側の金属層51を選択的エッチング等によりパターニングして図32(p)示したような絶縁基板用素材65を形成する。次いでこの絶縁基板用素材65の両表面にメッキ処理を施してNi/Auメッキ層56,57を形成する。かくして図32(q)に示したようなプリント配線基板67が形成される。
【0145】
本実施形態に係るプリント配線基板の用途としては図33に示すように半導体装置のコンタクトシート90としての用途が挙げられる。コンタクトシートは半導体デバイス83と半導体デバイスのテスト装置の回路基板86との間に介挿されて半導体デバイス83の電極84と回路基板の電極87との間を電気的に接続するシートである。図33(a)は半導体デバイス83の導通テストを行うためのテスト装置の概略構成である。このテスト装置では、固定台88上に回路基板86を固定し、その上にコンタクトシート90を位置決めピン97で位置決めして固定してある。このコンタクトシート90の上に半導体デバイス83を載置し、押圧具85で押圧する。
【0146】
図33(b)は図33(a)の小円部分の拡大図である。図33(b)に示したように本実施形態に係るコンタクトシート90では金属バンプ92が絶縁層91の厚さ方向に埋設されている。絶縁層91の表面にはそれぞれ端子93,94が配されている。端子93、端子94表面の金属層はNi/Auメッキで構成されている。金属バンプ92と端子94との間は銀ペーストバンプ96を介して電気的に接続されている。また本実施形態に係るプリント配線基板ではエッチングバンプにより層間接続が形成されているので、電気抵抗が小さく、また厚さが均一なシートを作ることができる。更に本実施形態に係るコンタクトシート90はこのような構造を備えているので、被検査体とテスト装置間に介挿して使用することで、被検査体にかかる応力を吸収するため、被検査体をテスト装置に押しつけることができ、充分な電気的接触が得られる。
【0147】
【発明の効果】
本発明によれば、金属板を表裏から順次エッチングして金属バンプを形成するので、より高さの均一性が高く、従って層間接続の信頼性が高いプリント配線基板を得ることができる。また、この金属バンプを形成するのに金属板の表と裏から順次エッチングを施すことにより形成するので、単一材料からなる金属板を用いることができ、製造コストを低く抑えることができる。更にハーフエッチングして形成した金属バンプの根元側からエッチングすることにより金属バンプの裾の部分を殺ぎ落とし、配線密度が高く、高信頼性のプリント配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示したフローチャートである。
【図2】第1の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図3】第1の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図4】第1の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図5】第1の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図6】 第1の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図7】 第1の実施形態に係る金属バンプ付配線部材の模式図である。
【図8】 第1の実施形態に係る金属バンプ付配線部材の模式図である。
【図9】 第1の実施形態に係る金属バンプ付配線部材の電子顕微鏡写真である。
【図10】 第1の実施形態に係る金属バンプ付配線部材の電子顕微鏡写真である。
【図11】 金属バンプ付配線部材の長手方向を法線とし、金属バンプの軸を通る平面で切断したときの金属バンプの断面図である。
【図12】第4の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示したフローチャートである。
【図13】第4の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図14】第4の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図15】第4の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図16】第4の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図17】第4の実施形態に係るプリント配線基板製造方法の各工程を示した断面図である。
【図18】第5の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図19】 第5の実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の断面図である。
【図20】 第5の実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の断面図である。
【図21】 第6の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図22】 第6の実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の断面図である。
【図23】 第6の実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の断面図である。
【図24】 第6の実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の断面図である。
【図25】 第6の実施形態に係るプリント配線基板の製造途中の断面図である。
【図26】 第7の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図27】第7の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図28】 第7の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図29】 第7の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図30】第7の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図31】 第7の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローチャートである。
【図32】 第8の実施形態に係るプリント配線基板の断面図の部分的拡大図である。
【図33】 第8の実施形態に係るプリント配線基板の使用形態を示した断面図である。
【図34】 従来の導体貫通法の製造工程を示した断面図である。
【符号の説明】
11…金属板、11B…内層配線レリーフパターン、11C…金属バンプ、11D…配線部材、11E…内層配線パターン、11F…金属バンプ付配線部材、13…プリプレグ(絶縁性基板)、20…第1のマスキング、31a…第1の表面配線パターン、32a…第2の表面配線パターン、41…第2のマスキング。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board, and more specifically, a so-called through-conductor type printed wiring board, a metal plate with a relief pattern for a printed wiring board, and a printed circuit board, in which wiring layers are connected by a through-type conductive wiring portion. The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of manufacturing a multilayer board, an approximately conical paste bump is press-fitted in the thickness direction of an insulating substrate to achieve electrical continuity between two wiring patterns formed on both surfaces of the insulating substrate. A general law is known. FIG. 34 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of a conventional typical conductor penetration method. In this conductor penetration method, as shown in FIG. 34 (a), for example, a printing mask (not shown) in which a plurality of through holes are drilled is overlaid on the conductor plate 101, and silver paste is applied from the upper side of this printing mask. The conductive composition such as squeegee is filled into the through-holes, and then the printing mask and the conductive plate are peeled to form substantially conical paste bump groups 102, 102,... (FIG. 34). (B)). Next, for example, an insulating material plate precursor 103 obtained by impregnating an epoxy resin into a glass fiber mat is laminated, pressed to penetrate (FIG. 34 (c)), and a copper foil 104 is laminated thereon (FIG. 34). (D)) Etching is performed to form the wiring patterns 104a and 101a to form the core material 110 (FIG. 34E).
[0003]
On the other hand, the bumped copper foils 120 and 140 similar to those shown in FIG. 34C are prepared by the same method as described above, and the insulating material is interposed between the core material 110 and the bumped copper foils 120 and 140. Insulating material plate precursors 130 and 150 similar to the plate precursor 103 are set as shown in FIG. Thereafter, pressing is performed to form a laminate 160 as shown in FIG. 34 (g), and an outermost copper foil of this laminate 160 is etched to form a wiring pattern, as shown in FIG. 34 (h). Such a multilayer printed wiring board 170 is obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When a paste bump group is formed on an insulating substrate on which such a wiring layer is formed, a printing mask or the like for forming the paste bump group is required. In addition, since the paste bump group formed of the conductive composition material has a variation in height, the interlayer connection may be deficient. Furthermore, since the composition is different from that of the wiring layer, cracks may occur between the compositions due to thermal factors. In addition, in order to bring the wiring layers into close contact with each other with an insulating material in the multilayering process, a wider layer is required by the thickness of the wiring layer, and at the same time, the substrate smoothness is also affected. There is a problem that it becomes an obstacle to the manufacture of the substrate. In addition, the printing method is technically regarded as the smallest bump that can be formed with a bump diameter of 0.15 mm, and it is impossible to form a bump having a diameter smaller than this, and the height of the paste bump formed by the printing method. As a result, the reliability of interlayer connection is insufficient.
[0005]
The present invention has been made to solve the above conventional problems. That is, an object of the present invention is to provide a highly reliable multilayer printed wiring board having a fine interlayer connection, a metal plate with a relief pattern for a printed wiring board, and a method for manufacturing the printed wiring board.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a printed wiring board according to the present invention includes an insulating substrate, a first surface wiring pattern disposed on one surface of the insulating substrate, and another surface of the insulating substrate. The arranged second surface wiring pattern, the first surface wiring pattern or the metal bump electrically connected to the second surface wiring pattern, and the first surface wiring pattern and the second A metal bump-attached wiring member comprising an inner layer wiring pattern arranged in parallel with the surface of the insulating substrate, the first surface wiring pattern, and the second surface wiring pattern. And an interlayer connection member electrically connected to the surface wiring pattern and / or the inner layer wiring pattern.
[0007]
In the printed wiring board, an example of the interlayer wiring member is a paste bump.
[0008]
In the printed wiring board, examples of the interlayer wiring member include a through-hole metal layer.
[0009]
Another printed wiring board of the present invention includes a core substrate, a first inner insulating layer, a first outer insulating layer, a first surface wiring pattern, the first inner insulating layer, and the outer insulating layer. A first metal bump member having a metal bump extending on the surface of the outer insulating layer from an inner wiring pattern inserted between the second inner insulating layer, a second outer insulating layer, A second metal having a second surface wiring pattern and a metal bump extending from the inner wiring pattern inserted between the second inner insulating layer and the outer insulating layer to the surface of the outer insulating layer; A bump member and an interlayer connection member for electrically connecting the wiring patterns separated by the insulating layer are provided.
[0010]
In the printed wiring board, an example of the interlayer wiring member is a paste bump.
[0011]
In the printed wiring board, examples of the interlayer wiring member include a through-hole metal layer.
[0012]
Still another printed wiring board of the present invention includes an insulating substrate, a first surface wiring pattern disposed on one surface of the insulating substrate, and a second surface covering the other surface of the insulating substrate. A wiring with metal bumps having a bottom part constituting a surface wiring pattern, a head part electrically connected to the first surface wiring pattern, and a bump part penetrating the insulating substrate from the bottom part to the head part And a member.
[0013]
The printed wiring board further includes a through-hole metal layer that is inserted in the thickness direction of the insulating substrate and electrically connects the first surface wiring pattern and the second surface wiring pattern. Also good.
[0014]
In the printed wiring board, an L / S value of the first surface wiring pattern and / or the second surface wiring pattern may be L / S = 10/10 to 40/40 (μm / μm).
[0015]
In the printed wiring board, the metal bumps may have a head radius of 20 to 100 μm, a bottom radius of 75 to 200 μm, and a height of 50 to 150 μm.
[0016]
Still another printed wiring board of the present invention is provided on an insulating substrate, a first surface wiring pattern disposed on one surface of the insulating substrate, and another surface of the insulating substrate. The second surface wiring pattern, the first surface wiring pattern or the metal bump electrically connected to the second surface wiring pattern, and the first surface wiring pattern and the second surface wiring A first metal bump-attached wiring member having an inner-layer wiring pattern disposed between and in parallel to the insulating substrate surface, and the second surface wiring pattern or the first surface. A metal bump electrically connected to the wiring pattern, and the first surface wiring pattern or the second surface wiring pattern and the first metal bump-attached wiring member, and the insulation Parallel to conductive substrate surface A wiring member with a second metal bump having another inner layer wiring pattern disposed; and at least the first wiring pattern and the second wiring pattern inserted in the thickness direction of the insulating substrate; And a through-hole plating layer for electrically connecting the two.
[0017]
In the printed wiring board, a core substrate in which an insulating layer and a wiring pattern are laminated may be interposed between the first wiring member with metal bumps and the second wiring member with metal bumps. .
[0018]
The printed wiring board manufacturing method of the present invention includes a step of masking the surface of a metal plate, and a bump in which a substantially conical metal bump is extended from the bottom surface of the metal plate by half-etching the metal plate through the masking. A step of forming an attached wiring member, a step of forming an insulating layer on a bump forming surface of the wiring member with bump, a step of polishing the surface of the insulating layer, and patterning a bottom surface of the bumped metal plate to form the insulation The method includes a step of forming one wiring pattern on the lower surface side of the layer and a step of forming another wiring pattern on the surface of the insulating layer.
[0019]
The method for manufacturing a printed wiring board further includes a step of forming a through-hole metal layer that electrically connects the one wiring pattern and the other wiring pattern after the other wiring pattern is formed. Also good.
[0020]
According to another method of manufacturing a printed wiring board of the present invention, a step of masking the surface of a metal plate, and a half-etching of the metal plate through the masking, a substantially conical metal bump is extended from the bottom surface of the metal plate. Patterning the bottom surface of the bumped metal plate, forming the bumped wiring member, forming the insulating layer on the bump forming surface of the bumped wiring member, polishing the insulating layer surface, A step of forming one wiring pattern on the lower surface side of the insulating layer, a step of forming another wiring pattern on the surface of the insulating layer to form two laminated plate units, and a core between the two laminated plate units. A step of forming an integrated laminate by pressing with an insulating layer interposed therebetween, and electrically connecting at least a wiring pattern on one surface of the laminate and a wiring pattern on the other surface of the laminate; And a step of forming a subsequent through-hole metal layer.
[0021]
In the method for manufacturing a printed wiring board, the core insulating layer may be a core board in which a wiring pattern and an insulating board are stacked.
[0022]
The printed wiring board of the present invention includes an insulating substrate, a first surface wiring pattern disposed on one surface of the insulating substrate, and a second surface disposed on the other surface of the insulating substrate. A surface wiring pattern, a metal bump electrically connected to the first surface wiring pattern or the second surface wiring pattern, and a wiring between the first surface wiring pattern and the second surface wiring pattern. A wiring member with metal bumps, and a wiring member with metal bumps formed of an inner layer wiring pattern disposed in parallel to the surface of the insulating substrate, the second surface wiring pattern, or the first surface wiring. And a paste bump electrically connected to the pattern.
[0023]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, a bump having a substantially conical shape with a pair of planes or curved surfaces that are parallel to the axis of the cone and with a skirt cut off can be cited. .
[0024]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, a bump having a shape formed by sequentially etching from the front surface side and the back surface side of the conductor plate can be exemplified.
[0025]
In the printed wiring board, the inner wiring pattern may be embedded in an insulating material layer constituting the insulating board through which the paste bump penetrates.
[0026]
The said printed wiring board can mention what the wiring member with a metal bump consists of the same continuous metal.
[0027]
In the printed wiring board, examples of the metal bumps include metal bumps having a head radius of 20 to 100 μm, a bottom radius of 75 to 200 μm, and a height of 50 to 150 μm.
[0028]
In the printed wiring board, examples of the surface wiring pattern include a pattern made of a metal foil processed into a pattern, a sputtered film, or a plated film.
[0029]
In the printed wiring board, examples of the metal bumps include a cylindrical shape, a conical shape, a quadrangular pyramid shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, and a group in which a cylindrical upper portion is joined to a lower portion of the conical shape. A bump having a shape approximating one selected shape can be mentioned.
[0030]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, a bump having a lower portion substantially equal to the width of the inner wiring pattern can be cited.
[0031]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, the longitudinal direction of the inner layer wiring pattern is a normal line having a substantially hexagonal shape including a pair of parallel planes facing each other and four curved surfaces connecting the parallel planes. And a bump having at least one of the curved surfaces having a negative radius of curvature.
[0032]
As the metal plate with a relief pattern for the printed wiring board of the present invention, a relief pattern corresponding to the inner layer wiring pattern of the wiring member with metal bumps is formed on one side of the metal material by half-etching one side of the metal material. The metal plate with the relief pattern for printed wiring boards currently formed can be mentioned.
[0033]
Another printed wiring board of the present invention includes a first surface wiring pattern disposed on one surface of the insulating substrate and a second surface wiring pattern disposed on the other surface of the insulating substrate. And metal bumps electrically connected to the first surface wiring pattern or the second surface wiring pattern, and disposed between the first surface wiring pattern and the second surface wiring pattern. And a first metal bump-attached wiring member having an inner layer wiring pattern disposed in parallel to the surface of the insulating substrate, and electrically connected to the second surface wiring pattern or the first surface wiring pattern. And disposed between the first surface wiring pattern or the second surface wiring pattern and the first metal bump-attached wiring member in parallel to the surface of the insulating substrate. Other inner layer wiring pads installed A first metal bump-attached wiring member, and a first metal bump-attached wiring member interposed between the first metal bump-attached wiring member and the second metal bump-attached wiring member. A paste bump for electrically connecting the member and the second wiring member with metal bump is provided.
[0034]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, a bump having a substantially conical shape with a pair of planes or curved surfaces that are parallel to the axis of the cone and with a skirt cut off can be cited. .
[0035]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, a bump having a shape formed by sequentially etching from the front surface side and the back surface side of the conductor plate can be exemplified.
[0036]
In the printed wiring board, the inner wiring pattern may be embedded in an insulating material layer that constitutes the insulating board and penetrates the paste bump.
[0037]
The said printed wiring board can mention what the wiring member with a metal bump consists of the same continuous metal.
[0038]
In the printed wiring board, examples of the metal bumps include metal bumps having a head radius of 20 to 100 μm, a bottom radius of 75 to 200 μm, and a height of 50 to 150 μm.
[0039]
In the printed wiring board, examples of the surface wiring pattern include a pattern made of a metal foil processed into a pattern, a sputtered film, a deposited film, or a plated film.
[0040]
In the printed wiring board, examples of the metal bumps include a cylindrical shape, a conical shape, a quadrangular pyramid shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, and a group formed by joining a cylindrical upper portion to a lower portion of the conical shape. A bump having a shape approximating one selected shape can be mentioned.
[0041]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, a bump having a lower portion substantially equal to the width of the inner wiring pattern can be exemplified.
[0042]
In the printed wiring board, as an example of the metal bump, a longitudinal direction of the inner layer wiring pattern of a substantially hexagonal shape including a pair of opposed parallel planes and four curved surfaces connecting the parallel planes. A bump having a planar cross-sectional shape as a normal line and at least one of the curved surfaces being a curved surface having a negative radius of curvature can be exemplified.
[0043]
As the metal plate with a relief pattern for the printed wiring board, a relief pattern corresponding to the inner layer wiring pattern of the wiring member with metal bumps is formed on one side of the metal material by half-etching one side of the metal material. A metal plate with a relief pattern for a printed wiring board can be mentioned.
[0044]
The method for producing a printed wiring board of the present invention includes a step of forming a first mask at an inner layer wiring pattern forming position on one surface of a conductor plate, and a half-etching of the mask forming surface of the conductor plate to form an inner layer wiring pattern. Forming a relief pattern on the one surface of the conductor plate, forming a paste bump at a predetermined position on the inner-layer wiring pattern-like relief pattern, an insulating material and another on the paste bump A step of aligning the conductor plate or the other wiring substrate, a step of pressing the conductor plate, the insulating material, the other conductor plate or the other wiring substrate under heating, and the other of the conductor plate. Forming a second mask at a metal bump forming position on the surface of the inner surface, and half-etching the other surface of the conductor plate to root the inner layer wiring pattern-like relief pattern Separating the portion into an inner layer wiring pattern and simultaneously forming a metal bump on the back surface of the inner layer wiring pattern, filling the metal bump forming surface with an insulating material, and curing the insulating material; Forming an outer wiring pattern on the exposed metal bump head and the insulating material layer.
[0045]
In the printed wiring board manufacturing method, an example of the insulating material is an insulating material that is an insulating substrate precursor.
[0046]
In the printed wiring board manufacturing method, an example of the insulating material is an insulating material composition film.
[0047]
In the method for manufacturing a printed wiring board, examples of the insulating material include an insulating material composition formed by coating.
[0048]
In the present invention, the conductive plate is half-etched to form a metal bump having the base portion bonded, and the first surface wiring pattern is formed by etching and cutting the base portion from the opposite side. It is possible to obtain a multilayer printed wiring board in which interlayer connections are made with metal bumps without raising the thickness.
[0049]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a method for manufacturing a printed wiring board according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a flowchart showing the flow of each process of the printed wiring board manufacturing method according to the present embodiment, and FIGS. FIG.
[0050]
In order to manufacture the printed wiring board 1 according to this embodiment, a metal plate 11 such as a copper plate is first prepared as shown in FIG. Examples of the metal plate 11 include oxygen-free copper and a copper alloy. As the copper alloy, for example, an alloy containing 0.2% of a metal such as Cr or Sn can be used. The thickness of the metal plate 11 is selected according to the height and remaining thickness of metal bumps to be formed in a later process. For example, when a metal bump having a height of 140 μm is formed and a remaining thickness of 30 μm is required, the metal plate 11 having a thickness of 170 μm is used.
[0051]
Next, as shown in FIG. 2 (b), a first masking 20 is formed on the surface of the metal plate 11 on which half etching is performed, for example, on the upper surface side of the metal plate 11 in FIG. 2 (b). (Step 1). As a method of forming the first masking 20, first, a photosensitive resin is applied, dried, selectively exposed through a mask pattern, partially cured, and then developed to remove unnecessary portions. Examples include a photolithography method for dissolving and removing.
[0052]
On the other hand, a protective layer 21 is formed over the entire surface of the surface of the metal plate 11 on the surface not subjected to half-etching, that is, on the lower surface side in FIG. Thus, as shown in FIG. 2B, the first masking 20 is formed on the upper surface of the metal plate 11, and the protective layer 21 is formed on the lower surface of the metal plate 11.
[0053]
In this state, a half etching process is performed on the upper surface side of the metal plate 11 (step 2). As a method of this half etching treatment, a spray method in which an etching solution is sprayed, a wet method in which the metal plate 11 having the first masking 20 and the protective layer 21 formed therein is immersed in an etching solution tank, or an energy wave such as plasma. The dry method which makes a struck can be mentioned.
[0054]
Hereinafter, the spray method will be described as an example. When the etching solution is sprayed from the upper surface side of the metal plate 11 in the state shown in FIG. 2B, the spray solution sprayed in a mist form is an exposed surface between the first masking 20 and the first masking 20. The metal plate 11 is eroded, and further wraps around the lower surface side of the first masking 20 to etch the metal plate 11. Examples of the etchant used here include an etchant comprising a ferric chloride aqueous solution, a cupric chloride aqueous solution, and an alkaline aqueous solution mainly composed of a copper ammonium complex ion.
[0055]
When this etching process is stopped at an appropriate place (half etching / step 2), an inner layer wiring pattern having a cross-sectional shape (curved surface having a negative radius of curvature) drawn by a parabola or an elliptical curve as shown in FIG. Relief patterns 11B, 11B,... (Hereinafter referred to as “inner layer wiring relief pattern”) are obtained. These inner-layer wiring relief patterns 11B, 11B,... Are connected at their root portions 11A.
[0056]
Next, the first masking 20 and the protective layer 21 are removed (step 3), and the surface is washed to remove the etching solution. As a result, inner-layer wiring relief patterns 11B, 11B,... As shown in FIG. The provided metal plate with a wiring relief pattern (hereinafter referred to as “wiring member”) 11D is obtained.
[0057]
Next, a conductive paste obtained by dispersing conductive fine particles such as silver powder or copper powder in a liquid thermosetting resin such as epoxy resin is printed on the inner layer wiring relief patterns 11B, 11B,. The substantially conical paste bumps 12, 12,... Are formed using the method (step 4).
[0058]
Here, the “printing method” means, for example, that a metal mask having through holes formed at bump formation positions is overlaid on an insulating substrate on which a wiring pattern is formed, and the conductive paste is spatulated on the metal mask. In this method, an operation called “squeegee” is performed, and then the metal mask is peeled off to form a substantially conical minute paste bump on the wiring pattern. The paste bumps 12, 12,... Formed here are bumps having a bottom radius of 100 to 500 μm, a height of 70 to 550 μm, and a bottom radius to height aspect ratio of 1: 0.5 to 1: 3. The paste bumps 12, 12,... Are formed by drying after printing.
[0059]
After the formation of the paste bumps 12, 12,..., As shown in FIG. 3F, an insulating substrate precursor (prepreg) 13 is overlaid on the paste bumps 12, 12,. 5). The insulating substrate precursor (prepreg) 13 is, for example, a prepreg having a thickness of 60 μm, for example, formed by impregnating a glass cloth with an epoxy resin. This insulating substrate precursor (prepreg) 13 is overlaid on the surface of the wiring member 11D where the paste bumps 12 are formed (Step 5), and is pressed under heat in a state where the insulating substrate precursor (prepreg) is in contact with an elastic body such as a rubber sheet (Step 5). (Step 6).
[0060]
As a result of this heat press, an insulating substrate-attached wiring member 14 having paste bumps 12, 12,... Penetrated through an insulating substrate precursor (prepreg) 13 as shown in FIG. In this state, the inner layer wiring relief pattern 11B has a structure embedded in the layer of the prepreg 13 through which the paste bumps 12 penetrate.
[0061]
Next, another wiring member 21 obtained by performing the same operation as the above steps 1 to 3 is formed, and as shown in FIG. The member 21 is arranged so that the heads of the paste bumps 12, 12,... Face the wiring pattern forming surface having a convex cross section (step 7).
[0062]
Next, the insulating substrate-attached wiring member 14 and the other wiring member 21 that are arranged so as to face each other are heat-pressed (step 8). At this time, the heads of the paste bumps 12, 12,... And the inner layer wiring relief patterns 21B, 21B,... Of the other wiring members 21 come into contact with each other, and the inner layer wiring relief patterns 11B, 11B,. 21B,... Are electrically connected. At the same time, the insulating thermosetting resin in the prepreg 13 is cured and moves to the C stage.
[0063]
Thus, a so-called two-layer printed wiring board material 15 as shown in FIG. 3I is formed. Next, as shown in FIG. 4J, second masking 22 and 24 are formed on the metal bump forming portions of the wiring members 11D and 21 exposed on both surfaces of the printed wiring board material 15. (Step 9). Note that the second masking 22 and 24 can be formed by using a photolithography technique in the same manner as the first masking 20 is formed.
[0064]
After forming the second masking 22 and 24 as shown in FIG. 4 (j), etching is performed from above the second masking 22 and 24 to etch and separate the bottoms of the wiring members 11D and 21. , And metal bumps 11C, 11C,... And metal bumps 21C, 21C,... As shown in FIG. Thereby, the inner layer wiring relief patterns 11B and 21B of the wiring members 11D and 21 are simultaneously formed as inner layer wiring patterns 11E and 21E.
[0065]
FIG. 7 is a perspective view and a cross-sectional view of the metal bump obtained after the half etching process, and FIG. 8 is a joint portion between the inner layer wiring pattern and the metal bump formed by etching from the second masking 22 and 24 side. 9 is a cross-sectional photograph and an electron micrograph of the inner layer wiring relief pattern 11B obtained after the half etching process, and FIG. 10 is an inner layer formed by etching from the second masking 22 and 24 side. It is an electron micrograph of the joint part of a wiring pattern and a metal bump.
[0066]
As shown in FIG. 7 and FIG. 9, a substantially conical metal bump 11 </ b> C is formed by half-etching one surface of the metal plate 11. The cross section of the metal bump 11C has a shape in which the side surface of the truncated cone is replaced with a concave curved surface, in other words, a curved surface having a negative radius of curvature is provided on the side surface. As shown in FIGS. 7 and 9, the upper part of the metal bump 11C can be finished in a circular shape having a radius of about 20 to 100 μm, and the height of the metal bump 11C can be finished to about 50 to 150 μm. . In an actual product, the upper part of the metal bump 11C is preferably finished in a circle with a radius of about 40 to 75 μm, and the height of the metal bump 11C is preferably finished in a circle of about 70 to 120 μm.
[0067]
Also, as shown in FIGS. 8 and 10, by etching from the second masking side of step 10, the width of the skirt portion of the metal bump 11C is reduced to a line width substantially equal to the radius of the upper plane. At the same time, a strip-shaped wiring member with metal bump 11F in which the bottom of the metal bump 11C is coupled to the inner layer wiring pattern 11E is formed. In the wiring member 11F with metal bumps, the inner layer wiring pattern 11E is formed in a substantially planar shape, more precisely, a curved surface shape by etching from the second masking side in Step 9. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the metal bump 11C as a cross-sectional shape when cut along a plane passing through the axis of the metal bump 11C with the longitudinal direction of the inner wiring pattern 11E of the wiring member 11F with the metal bump as a normal. It is. As shown in FIG. 11, the skirt portion of the metal bump 11C is eroded into a curved surface from the bottom surface side of the metal bump, that is, the second masking side, by the etching from the second masking side in Step 10, and is approximately hexagonal. The side surfaces defining a cross-sectional shape and defining a pair of parallel planes disposed at the top and bottom form a curved surface, and at least one of these four curved surfaces forms a curved surface having a negative radius of curvature. .
[0068]
At this time, the line width of the inner layer wiring pattern 11E of the wiring member 11F with metal bump formed on the bottom surface side of the metal bump 11C can be adjusted by the width of the second masking. The line width of the inner layer wiring pattern 11E of the wiring member 11F with a metal bump formed on the bottom surface side of the metal bump 11C can be about 30 μm at the minimum. In addition, in this wiring, the same wiring width can be formed in a portion where there is a bump on the back surface and a portion where there is no bump.
[0069]
After performing etching from the second masking side in this manner, the second masking 22 and 24 are then removed, whereby a two-layer printed wiring board material as shown in FIG. 19 is obtained.
[0070]
Next, as shown in FIG. 4 (m), the prepregs 26 and 28 are positioned on both the upper and lower surfaces of the printed wiring board material 19 and heat-pressed in the same manner as described above. As shown, a printed wiring board material 30 with an insulating material in which the metal bumps 11C and 21C penetrate the insulating material layers (prepreg) 26a and 28a is obtained (step 12). Next, the both surfaces of the resin-coated printed wiring board material 30 are polished by buffing or the like (step 13), so that the surface is flattened as shown in FIG. 5 (o). The material 32 for use is obtained.
[0071]
Next, a plating process such as electrolytic plating or electroless plating is performed on both surfaces of the resin-coated printed wiring board material 32 (step 14) to form the metal layer 31. Thereafter, third masks 34, 34,... Are formed on the metal layer 31 in the same manner as described above using, for example, a photolithography method (step 15), and the third masks 34, 34,. Then, an etching process is performed by supplying an etching solution (step 16), and the exposed portion of the metal layer 31 is removed, whereby a printed wiring board 40 as shown in FIG. 6 (r) is obtained. Next, when the masking 34, 34,... Adhering to the surface is removed (step 17), a printed wiring board 40 having a four-layer wiring pattern as shown in FIG.
[0072]
As described above, in the method for manufacturing a printed wiring board according to this embodiment, since the metal bumps 11C, 11C,... Formed by etching the metal plate 11 are used for interlayer connection, the metal bumps 11C, 11C,. Thus, interlayer connection with high connection reliability can be formed.
[0073]
In the printed wiring board according to the present embodiment, the metal plate 11 is etched from both the upper and lower sides to form the metal bump 11C and the inner layer wiring pattern 11E joined at the bottom thereof, so that the width of the metal bump 11C is the inner layer wiring pattern. It can be formed in a narrow width having the same dimensions as the width of 11E. Therefore, it is possible to reduce the distance between the adjacent metal bumps 11C and 11C, and it is possible to obtain a printed wiring board having a high wiring pattern density and thus a high degree of integration.
[0074]
Furthermore, in the printed wiring board according to the present embodiment, the metal plate 11 made of a single material is processed by half etching from the upper surface side and etching from the back surface side to form the metal bumps 11C, 11C,. Therefore, an inexpensive material can be used, and the product cost can be kept low.
[0075]
(Second Embodiment)
In the method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment, in the first embodiment, an insulating substrate precursor (prepreg) is aligned, stacked, and heat-pressed to form an insulating material layer. Instead of penetrating the bump or metal bump through the insulating substrate precursor (prepreg), a method of applying a film made of an insulating material composition on the paste bump or metal bump was applied. The insulating material composition film coated on the paste bump or metal bump penetrates the paste bump or metal bump by pressure and heat, and its head protrudes above the insulating material composition film. In one embodiment, an insulating substrate precursor (prepreg) is stacked and heat-pressed to obtain the same state as paste bumps or metal bumps are passed through the insulating substrate precursor (prepreg).
[0076]
In this embodiment, since a method of coating an insulating material composition film is applied to form an insulating material layer on a paste bump or a metal bump, a large facility such as a flat plate high-pressure press is used. do not need.
[0077]
(Third embodiment)
In the method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment, in the first embodiment, an insulating substrate precursor (prepreg) is aligned, stacked, and heat-pressed to form an insulating material layer. Instead of penetrating the bump or metal bump into the insulating substrate precursor (prepreg), a method of applying an insulating material composition on the paste bump or metal bump was adopted. By applying and forming an insulating material composition on a paste bump or metal bump so that its head is exposed, just in the first embodiment, an insulating substrate precursor (prepreg) is overlaid, and heat is applied. The same state as when the paste bumps and metal bumps are penetrated through the insulating substrate precursor (prepreg) by pressing is obtained.
[0078]
In this embodiment, a method of applying an insulating material composition to form a layer of an insulating material on a paste bump or a metal bump is adopted, so a large facility such as a flat plate high-pressure press is required. And not. In addition, since high-pressure pressing is not performed, there is little risk of deformation of bumps and the like, and a highly reliable interlayer connection can be formed.
[0079]
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a method for manufacturing a printed wiring board according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the flow of each process of the method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 13 to 17 schematically illustrate the respective stages during the manufacturing of the printed wiring board according to the present embodiment. FIG.
[0080]
In order to manufacture the printed wiring board 1 according to the present embodiment, a metal plate 11 such as a copper plate is first prepared as shown in FIG. Examples of the metal plate 11 include Cu 99.9% oxygen-free copper having a plate thickness of about 150 μm.
[0081]
Next, as shown in FIG. 13B, a first masking 20 is formed on the surface of the metal plate 11 on the surface to which half etching is performed, for example, on the upper surface side of the metal plate 11 in FIG. (Step 1). As a method for forming the first masking 20, first, a photosensitive resin (photoresist) is applied, dried, and then emitted from, for example, a high-pressure mercury lamp with an output of 3 kW through a mask pattern on which a predetermined circuit pattern is drawn. The light is selectively exposed by irradiating parallel light and partially cured. Next, for example, 30 ° C., 1.0% sodium carbonate is sprayed on the surface at a pressure of 0.1 MPa to dissolve and remove the non-photosensitive surface, thereby developing and removing unnecessary portions.
[0082]
On the other hand, a protective layer 21 is formed over the entire surface of the surface of the metal plate 11 on the surface not subjected to half-etching, that is, on the lower surface side in FIG.
[0083]
In this state, a half etching process is performed on the upper surface side of the metal plate 11 (step 2).
[0084]
Hereinafter, the spray method will be described as an example. When the etching solution is sprayed from the upper surface side of the metal plate 11 in the state shown in FIG. 13B, the spray solution sprayed in a mist form is an exposed surface between the first masking 20 and the first masking 20. The metal plate 11 is eroded, and further wraps around the lower surface side of the first masking 20 to etch the metal plate 11. Examples of the half-etching method include a method of spraying a ferric chloride aqueous solution having a specific gravity of 1.4 at 50 ° C. at a pressure of 0.3 MPa and etching until the depth from the surface reaches 30 μm. .
[0085]
When this etching process is stopped at an appropriate point (half etching / step 2), the inner layer wiring relief having a cross-sectional shape (curved surface having a negative radius of curvature) drawn by a parabola or an elliptical curve as shown in FIG. 13C. Patterns 11B, 11B,... Are obtained. These inner-layer wiring relief patterns 11B, 11B,... Are connected at their root portions 11A.
[0086]
Next, the first masking 20 and the protective layer 21 are removed (step 3), and the surface is washed to remove the etching solution. As a result, inner-layer wiring relief patterns 11B, 11B,... As shown in FIG. The provided wiring member 11D is obtained.
[0087]
For removing the masking 20 and the protective layer, for example, a 3% sodium hydroxide aqueous solution at 50 ° C. is used.
[0088]
Next, a conductive paste obtained by dispersing conductive fine particles such as silver powder and copper powder in a liquid thermosetting resin such as an epoxy resin on the inner layer wiring relief patterns 11B, 11B,. For example, the substantially conical paste bumps 12, 12,... Are formed by using a so-called printing method in which a conductive paste is squeezed and squeezed from a metal mask having through holes of 0.3 mm diameter at predetermined bump formation positions. .
[0089]
After the formation of the paste bumps 12, 12,..., As shown in FIG. 14 (f), an insulating substrate precursor (prepreg), for example, an epoxy is applied to the glass cloth on the formation surface of the paste bumps 12, 12,. A prepreg 13 having a thickness of 60 μm, which is impregnated with resin, is overlaid (step 5).
[0090]
The prepreg 13 is overlaid on the surface of the wiring member 11D where the paste bumps 12 are formed (step 5), and is pressed (heat pressed) under heating in a state where it is in contact with an elastic body such as a rubber sheet (step 6). ).
[0091]
As a result of this heat press, an insulating substrate-attached wiring member 14 having paste bumps 12, 12,... Penetrated through the prepreg 13 as shown in FIG. In this state, the inner layer wiring relief pattern 11B has a structure embedded in the layer of the prepreg 13 through which the paste bumps 12 penetrate.
[0092]
Next, a conductor plate 51 such as a copper foil is prepared. As shown in FIG. 14 (h), the wiring member 14 with an insulating substrate and the conductor plate 51 are connected to the heads of the paste bumps 12, 12,. And the conductor plate 51 are arranged so as to face each other (step 7).
[0093]
Next, the resin-attached wiring member 14 and the conductor plate 51 that are arranged so as to face each other are heat-pressed (step 8). At this time, the heads of the paste bumps 12, 12,... And the conductor plate 51 come into contact with each other and are electrically connected. At the same time, the insulating thermosetting resin in the prepreg 13 is cured and moves to the C stage.
[0094]
Thus, a printed wiring board material 60 having a so-called two-layer structure as shown in FIG. 14I is formed. Next, in the wiring member 11D exposed on the surface of the printed wiring board material 60, second masking 22 and 53 are formed on the metal bump forming portion as shown in FIG. 15 (j) (step 9). ). The second masking 22 and 53 can be formed using a photolithography technique in the same manner as the first masking 20 is formed.
[0095]
After forming the second masking 22 and 53 as shown in FIG. 15 (j), the bottom of the wiring member 11D is etched and cut off from above the second masking 22 and 53, Metal bumps 11G, 11G,... As shown in FIG. 15 (k) are formed (step 10). Thereby, the inner layer wiring relief pattern 11B of the wiring member 11D is simultaneously formed as the inner layer wiring pattern 11H.
[0096]
After performing etching from the second masking side in this manner, the second masking 22 and 53 are then removed, whereby a two-layer printed wiring board material as shown in FIG. 62 is obtained.
[0097]
Next, the prepreg 26 having a thickness of 60 μm, for example, is positioned on the upper surface of the printed wiring board material 62 and heat-pressed by the same method as described above, whereby an insulating material layer (as shown in FIG. A printed wiring board material 63 with an insulating material, in which the head portion 11C of the metal bump 11G penetrates the prepreg 26a, is obtained (step 12).
[0098]
Next, by polishing the upper surface of the printed wiring board material 63 with insulating material by buffing or the like (step 13), the printed wiring with insulating material whose surface is flattened as shown in FIG. A substrate material 64 is obtained.
[0099]
Next, a plating process such as electrolytic plating or electroless plating is performed on both surfaces of the printed wiring board material 64 with insulating material (step 14) to form the metal layer 31. For example, after the surface is first immersed in 1% sulfuric acid, the surface is washed with water. Thereafter, the palladium-tin complex is adsorbed on the surface, and then the tin component is removed. Subsequently, about 0.3 μm of copper is precipitated in a mixed solution of formalin, sodium hydroxide and copper sulfate. Then, further electrolytic plating is performed. For example, 3 A / dm in a mixed solution of sulfuric acid and copper sulfate at 30 ° C. 2 Is applied for about 10 minutes to deposit 5 μm of copper on the surface.
[0100]
Thereafter, third masks 34, 34,..., 55, 55,... And 55, 55,... Are formed on the metal layer 31 in the same manner as described above by using, for example, photolithography (step 15). When an etching solution is supplied from above 34, 34,..., 55, 55,... (Step 16) and the exposed portions of the metal layers 31, 51 are removed, FIG. A printed wiring board 66 as shown is obtained. .. And 55, 55,... Adhering to the surface are then removed (step 17) to obtain a printed wiring board 66 having a three-layer wiring pattern as shown in FIG. .
[0101]
As described above, in the method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment, since the metal bumps 11G, 11G,... Formed by etching the metal plate 11 are used for interlayer connection, the metal bumps 11G, 11G,. It is possible to form an interlayer connection with a small connection height and a high connection reliability.
[0102]
In the printed wiring board according to the present embodiment, the metal plate 11 is etched from the upper and lower surfaces to form the metal bump 11G and the inner layer wiring pattern 11H joined at the bottom thereof, so that the width of the metal bump 11G is the inner layer wiring pattern. It can be formed in a narrow width having the same dimensions as the width of 11H. Therefore, the interval between the adjacent metal bumps 11G and 11G can be reduced, and a printed wiring board having a high wiring pattern density and, consequently, a high degree of integration can be obtained.
[0103]
Furthermore, in the printed wiring board according to the present embodiment, the metal plate 11 made of a single material is processed by half etching from the upper surface side and etching from the back surface side to form the metal bumps 11G, 11G,. Therefore, an inexpensive material can be used, and the product cost can be kept low.
[0104]
(Example 1)
Examples of the present invention will be described below. In this embodiment, a photosensitive resist is applied to both sides of a copper plate having a thickness of 150 microns made of oxygen-free copper of Cu 99.9% or more, and a film mask in which a predetermined wiring pattern pattern is drawn in advance on one side is used. Vacuum contact exposure was performed using parallel light emitted from a 3 kW ultrahigh pressure mercury lamp from above. Next, the pattern baked by exposure was developed. For development, 1.0% sodium carbonate at 30 ° C. was sprayed onto the surface at a pressure of 0.1 MPa to dissolve and remove the non-photosensitive surface.
[0105]
The copper plate surface exposed by development was etched to form a wiring member by half-etching a predetermined inner layer wiring relief pattern. As a half-etching method, an aqueous ferric chloride solution having a specific gravity of 1.4 at 50 ° C. was sprayed at a pressure of 0.3 MPa, and etching was performed until the depth reached about 30 μm. Next, the photosensitive resist was peeled off, washed and dried.
[0106]
Next, using a metal mask having a 0.2 mm diameter hole drilled at a predetermined position of a stainless steel plate having a thickness of 0.2 mm, a projection (bump) of an epoxy resin silver paste is printed at a predetermined position of the wiring member, It was made to dry and the paste bump was formed. Such screen printing and drying steps were repeated a plurality of times to form paste bumps having a predetermined height.
[0107]
Next, a prepreg having a thickness of 60 μm formed by impregnating and applying an epoxy resin to a glass cloth is laminated on the wiring member on which the bumps are printed, and is passed between heat rollers so that the tips of the bumps are placed on the prepreg. The laminated body which penetrated was obtained.
[0108]
A wiring member with another wiring relief pattern in which a pattern of a predetermined wiring pattern was formed on one side by performing the same process as the half etching described above was created. With respect to the other wiring member with the wiring relief pattern, the laminated body is turned upside down, and the two wiring members are stacked so that the respective wiring relief pattern faces each other, a heating mechanism, a pressure mechanism, and Then, it was set in a press apparatus equipped with a cooling mechanism and pressed at 175 ° C. and 3 MPa for 60 minutes to prepare a double-sided copper-clad printed wiring board material provided with a through-type conductor.
[0109]
Parallel light emitted from a 3 kW ultrahigh pressure mercury lamp using a film mask in which a photosensitive resist is applied on both sides of the printed wiring board material and a pattern of a predetermined conductive bump (metal bump) is drawn in advance. Were subjected to vacuum contact exposure. After the exposure, 1.0% sodium carbonate was sprayed onto both surfaces of the printed wiring board material coated with the photosensitive resist under the conditions of 30 ° C. and a pressure of 0.1 MPa to dissolve and remove the non-photosensitive surface. . The copper plate surfaces on both sides of the printed wiring board material exposed by the development were etched to form predetermined metal bumps by half etching. In this half-etching process, a ferric chloride aqueous solution having a specific gravity of 1.4 at 50 ° C. was sprayed at a pressure of 0.3 MPa, and half-etching was performed until a predetermined thickness was achieved. Next, the photosensitive resist was peeled off, washed, and dried. For peeling, an aqueous solution of sodium hydroxide at 50 ° C. and 3% was used.
[0110]
Next, a prepreg having a thickness of 60 μm formed by impregnating and applying an epoxy resin to a glass cloth is laminated on the upper and lower surfaces of the printed wiring board material on which the metal bumps are formed, and is passed between heat rollers, The laminated body which the front-end | tip of the metal bump of the front and back penetrated the said prepreg, respectively was formed. Polishing was performed by bringing a polishing roll or the like into contact with both surfaces of the laminate thus obtained, and the surface condition was adjusted so that the surface of the prepreg and the tip surface of the metal bumps were coplanar.
[0111]
Next, both surfaces of the surface polished laminate were plated to form a copper layer. In this step, first, electroless plating was performed to form a thin plating layer on the surface of the laminate. Specifically, first, the surface of the laminate was immersed in 1% sulfuric acid, and then the surface was washed with water. Thereafter, a palladium-tin complex was adsorbed on the surface, and then the tin component was removed. Thereafter, copper was deposited to a thickness of about 0.3 μm in a mixed solution of formalin, sodium hydroxide and copper sulfate. Next, electrolytic plating was performed on the copper layer. Specifically, in a mixed solution of sulfuric acid and copper sulfate at 30 ° C., 3 A / dm 2 Was applied for about 10 minutes to form a copper layer having a thickness of 5 μm on the surface. A photo resist is applied on the surface of the copper layer, a film mask on which a pattern of a predetermined surface wiring pattern is drawn in advance is superimposed, and parallel light emitted from a 3 kW ultra-high pressure mercury lamp is irradiated from above the film mask. Vacuum contact exposure was performed. The pattern thus baked was developed. Development was performed by spraying 1.0% sodium carbonate on the surface under conditions of 30 ° C. and a pressure of 0.1 MPa to dissolve and remove the non-photosensitive surface.
[0112]
The copper layer surface exposed by the development was etched to form a predetermined wiring pattern by half etching. Specifically, a ferric chloride aqueous solution having a specific gravity of 1.4 at 50 ° C. was sprayed and sprayed at a pressure of 0.3 MPa, and half-etched until a predetermined thickness was achieved. Next, the photosensitive resist was peeled off, washed and dried. For peeling, an aqueous solution of sodium hydroxide at 50 ° C. and 3% was used.
[0113]
The printed wiring board thus obtained was confirmed to be a high-quality printed wiring board having the following excellent characteristics. In the outermost layer, it was not necessary to form lands in the interlayer connection portion, and a high-definition printed wiring board with L / S = 40/40 μm was obtained. Furthermore, when a hot oil test was performed on the printed circuit board, high reliability within a resistance change rate of 10% was confirmed after 500 cycles.
[0114]
(Example 2)
Examples of the present invention will be described below. In this example, in the same manner as in the first embodiment, the wiring member on which the paste bump is formed and another wiring member are brought into contact with each other to make an interlayer connection, and both surfaces of the formed printed wiring board material are again formed. Etching was used to form metal bumps. As the next step, a film-like insulating material containing epoxy resin as a main component and having photosensitivity was prepared instead of heat-pressing a prepreg layered on a metal bump. After laminating the insulating material on the upper and lower sides of the wiring member, the front and back films were irradiated with ultraviolet rays to cure the resin in the photosensitive film-like insulating material. Subsequent operations were the same as those in the first example.
[0115]
The printed wiring board thus obtained was confirmed to be a high-quality printed wiring board having the following excellent characteristics.
[0116]
That is, in the outermost layer, it is not necessary to form a land in the interlayer connection portion, and a high-definition printed wiring board with L / S = 40/40 μm was obtained. Furthermore, when a hot oil test was performed on the printed wiring board, high reliability within a resistance value change rate of 10% or less was confirmed after 500 cycles.
[0117]
(Example 3)
Examples of the present invention will be described below. In this example, in the same manner as in the first embodiment, the wiring member on which the paste bump is formed and another wiring member are brought into contact with each other to make an interlayer connection, and both surfaces of the formed printed wiring board material are again formed. Etching was used to form metal bumps. As the next step, an insulating liquid resin was applied by a curtain coat and dried, instead of heat-pressing the prepreg on the metal bump. Subsequent operations were the same as those in the first example.
[0118]
The printed wiring board thus obtained was confirmed to be a high-quality printed wiring board having the following excellent characteristics.
[0119]
That is, in the outermost layer, it is not necessary to form a land in the interlayer connection portion, and a high-definition printed wiring board with L / S = 40/40 μm was obtained. Furthermore, when a hot oil test was performed on the printed wiring board, high reliability within a resistance value change rate of 10% or less was confirmed after 500 cycles.
[0120]
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, the first wiring pattern is formed on one surface of the insulating substrate, and the second wiring pattern with metal bumps is formed on the other surface. The first wiring pattern and the second wiring pattern are electrically connected via metal bumps formed integrally with the second wiring pattern. FIG. 18 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 19 and 20 are cross-sectional views schematically showing each stage in the process of manufacturing the printed wiring board according to the present embodiment. It is.
[0121]
In order to manufacture the printed wiring board 1 according to this embodiment, a metal plate 11 such as a copper plate is first prepared as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 19B, a first masking 41 is formed on the surface of the metal plate 11 on the surface to be half-etched, for example, on the upper surface side of the metal plate 11 in FIG. (Step 1).
[0122]
On the other hand, the protective layer 43 is formed over the entire surface of the surface of the metal plate 11 on the surface not subjected to half-etching, that is, on the lower surface side in FIG. Thus, as shown in FIG. 19B, the first masking 41 is formed on the upper surface of the metal plate 11, and the protective layer 43 is formed on the lower surface of the metal plate 11. In this state, a half etching process is performed on the upper surface side of the metal plate 11 (step 2). When the etching solution is sprayed from the upper surface side of the metal plate 11 in the state shown in FIG. 19B, the sprayed spray solution is exposed on the surface between the first masking 41 and the first masking 41. The metal plate 11 is eroded, and the metal plate 11 is etched by going around to the lower surface side of the first masking 41.
[0123]
When this etching process is stopped at an appropriate point (half etching / step 2), a metal bump 11B having a cross-sectional shape (curved surface having a negative radius of curvature) drawn by a parabola or an elliptic curve as shown in FIG. 19C. , 11B,... These metal bumps 11B, 11B,... Are connected at the base portion 11A. Next, the first masking 41 and the protective layer 43 are removed (step 3), and the surface is washed to remove the etching solution. As a result, a metal plate with a wiring relief pattern (hereinafter referred to as “wiring member”) 11C provided with metal bumps 11B, 11B,... As shown in FIG.
[0124]
Next, an insulating material layer (insulating layer) 13 as shown in FIG. 19E is formed on the metal bump forming surface of the wiring member 11C (step 4). Examples of the method for forming the insulating material layer 13 include a method in which a prepreg is stacked and pressed, a method in which a liquid insulating material composition is applied, a method in which a film made of an insulating material is stacked and the metal bumps 11B are penetrated. Next, the surface of the insulating material layer 13 is polished and the metal bumps 11B protruding from the surface of the insulating material layer 13 are shaved (step 5), and the surface is smoothed as shown in FIG. Next, the smoothed surface is plated (step 6) to form a metal layer 45 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 20 (h), second masks 47 and 48 are formed on both surfaces of the two-layer plate 49 (step 7). Next, as shown in FIG. 20I, the second masking 47, 48 is patterned by, for example, photolithography. Thereafter, etching is performed on the second masking 47 and 48 to pattern the metal layers 45 and 11A (step 8). As a result, the excess metal portion is removed as shown in FIG. Next, when the second masking 47a and 48a are removed (step 9), a double-sided wiring board 49a as shown in FIG. 20 (k) is obtained.
[0125]
In the double-sided wiring board according to the present embodiment, interlayer connection is formed through metal bumps formed integrally with the wiring pattern. Therefore, highly reliable interlayer connection can be obtained. Further, since a through hole such as a through hole is not formed, a printed wiring board having a high degree of integration can be obtained.
[0126]
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, a multilayer board is formed by using both metal bumps formed by etching and through-hole plating. FIG. 21 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 22 to 25 are cross-sectional views schematically showing each stage in the process of manufacturing the printed wiring board according to the present embodiment. is there.
[0127]
In order to manufacture the printed wiring board 1 according to this embodiment, a metal plate 11 such as a copper plate is prepared as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 22 (b), the first masking 41 is provided on the surface of the metal plate 11 on which half etching is performed, for example, on the upper surface side of the metal plate 11 in FIG. 22 (b). Form (step 1).
[0128]
On the other hand, a protective layer 43 is formed over the entire surface of the surface of the metal plate 11 on the surface not subjected to half-etching, that is, on the lower surface side in FIG. Thus, as shown in FIG. 22B, the first masking 41 is formed on the upper surface of the metal plate 11, and the protective layer 43 is formed on the lower surface of the metal plate 11. In this state, a half etching process is performed on the upper surface side of the metal plate 11 (step 2). When the etching solution is sprayed from the upper surface side of the metal plate 11 in the state shown in FIG. 22B, the spray solution sprayed in a mist form is an exposed surface between the first masking 41 and the first masking 41. The metal plate 11 is eroded, and the metal plate 11 is etched by going around to the lower surface side of the first masking 41.
[0129]
When this etching process is stopped at an appropriate point (half etching / step 2), a metal bump 11B having a cross-sectional shape (curved surface having a negative radius of curvature) drawn by a parabola or an elliptic curve as shown in FIG. , 11B,... These metal bumps 11B, 11B,... Are connected at the base portion 11A. Next, the first masking 41 and the protective layer 43 are removed (step 3), and the surface is washed to remove the etching solution. As a result, a metal plate with a wiring relief pattern (hereinafter referred to as “wiring member”) 11C provided with metal bumps 11B, 11B,... As shown in FIG.
[0130]
Next, an insulating material layer (insulating layer) 13 as shown in FIG. 22E is formed on the metal bump forming surface of the wiring member 11C (step 4). Next, as shown in FIG. 23F, a second masking layer 46 made of a photoresist is formed on the lower surface of the wiring member 11C (step 5). The second masking layer 46 is patterned by a photolithography method and patterned as shown in FIG. 23G to form a second masking 46a. Next, etching is performed from above the second masking 46a (step 6). As a result, the metal layer 11A at the bottom of the wiring member is patterned as shown in FIG. When the second masking 46a on the metal layer 11A is removed (step 7), a multilayer plate unit 71a as shown in FIG. 23 (i) is obtained. On the other hand, another multilayer board unit 73a is prepared in the same manner as this multilayer board unit.
[0131]
Next, a set of two multilayer board units 71a and 73a formed as described above are overlapped with each other facing each other with the prepreg 72 interposed therebetween as shown in FIG. 23 (j) (step 8). Heat press is performed in this superposed state (step 9). As a result, a multilayer board intermediate body 75 as shown in FIG. 24 (k) is obtained. Since the tips of the heads of the metal bumps 11B and 11J protrude from the surface of the multilayer board intermediate body 75 as shown in FIG. 24 (k), the surface of the multilayer board intermediate body 75 is polished (step 10). As a result, the surface of the multilayer board intermediate body 75 is smoothed as shown in FIG. Next, a through hole 67 is formed at a predetermined position of the multilayer board intermediate body 75 by mechanical processing such as drilling or optical processing such as laser light irradiation (step 11). As a result, a multilayer board intermediate body 75a having through holes 67 for through holes as shown in FIG. 24 (m) is formed. Next, through-hole plating is performed on the surface of the multilayer board intermediate body 75a (step 12). As a result, a through-hole plating layer 68 as shown in FIG. 24 (n) is formed. Next, the metal layer 68 on the surface of the multilayer plate intermediate body 75b is patterned by selective etching or the like (step 13). As a result, a multilayer board 77 as shown in FIG.
[0132]
In this embodiment, metal bumps and through-hole plating are used together to form an interlayer connection. Therefore, it is possible to obtain a multilayer board in which a highly reliable interlayer connection is formed.
[0133]
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, a multilayer board is formed by using both metal bumps formed by etching and through-hole plating. FIG. 26 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment, and FIGS. 27 to 31 are cross-sectional views schematically showing each stage in the process of manufacturing the printed wiring board according to the present embodiment. is there.
[0134]
In order to manufacture the printed wiring board according to the present embodiment, a metal plate 10 such as a copper plate is prepared as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 27 (b), of the surface of the metal plate 10, the surface on which the half wiring process is performed to form the inner wiring pattern, for example, the lower surface of the metal plate 10 in FIG. 27 (b). A first masking is formed on the side (step 1).
[0135]
On the other hand, a protective layer 42 is formed over the entire surface of the surface of the metal plate 10 on the surface on which the inner wiring pattern is not formed, that is, on the upper surface side in FIG. Thus, as shown in FIG. 27B, the first masking 46 is formed on the lower surface of the metal plate 10, and the protective layer 42 is formed on the upper surface of the metal plate 10. In this state, a half etching process is performed on the lower surface side of the metal plate 10 (step 2). When the etching solution is sprayed from the upper surface side of the metal plate 10 in the state shown in FIG. 27B, the etching solution sprayed in a mist form is an exposed surface between the first masking 44 and the first masking 44. The metal plate 10 is eroded and etched into a shape corresponding to the pattern of the first masking 44.
[0136]
When this etching process is stopped at an appropriate point (half etching / step 2), an inner wiring pattern 46 is formed on the lower surface of the metal plate 10 as shown in FIG. The first masking 44 and the protective layer 42 are removed from the surface of the metal plate 10 on which the inner wiring pattern 46 is formed on the lower surface side (step 3). Then, the metal plate 10 as shown in FIG. 27 (d) is formed. Another metal plate 10a is formed in the same manner as described above. Next, as shown in FIG. 27E, a core material 29 having a four-layer wiring pattern 27 is prepared. Two prepregs 26 and 28 and two metal plates 10 and 10a are arranged opposite to each other on both surfaces of the core material 27 so as to overlap each other (step 4). Heat pressing is performed in this state (step 5). As a result, a multilayer board intermediate 80 as shown in FIG. 28 (f) is obtained.
[0137]
Next, as shown in FIG. 28G, second masks 47 and 48 are formed at predetermined positions on both surfaces of the multilayer board intermediate 80, more precisely at positions where metal bumps are to be formed (step 6). In this state, half-etching is performed on both surfaces of the multilayer board intermediate 80 (step 7). When the etching solution is sprayed from both surfaces of the multilayer board intermediate body 80 in the state shown in FIG. 29 (h), the etching solution sprayed in the form of mist forms the second masking 47 (48) and the second masking 47 (48). The metal plates 10 and 10a on the exposed surface between them are eroded, and the metal plates 10 and 10a are etched by going to the lower surface side of the second masking 47 and 48.
[0138]
When this etching process is stopped at an appropriate point (half etching / step 7), a metal bump 11B having a cross-sectional shape (curved surface having a negative radius of curvature) drawn by a parabola or an elliptic curve as shown in FIG. , 11B,... The metal plates 10 and 10a are shaved from the surface side by the half etching and become thin. Finally, the inner wiring patterns 46 and 46a formed on the bottom surface side of the metal plates 10 and 10a are cut off to complete the inner wiring patterns 46 and 46a.
[0139]
Next, the second masking 47 and 48 are removed (step 8), and the surface is washed to remove the etching solution. As a result, a multilayer plate intermediate 80a having metal bumps 11B, 11B,... As shown in FIG.
[0140]
Next, insulating material layers (insulating layers) 13a and 13b as shown in FIG. 30 (j) are formed on the metal bump forming surface of the multilayer plate intermediate 80a (step 9). Thereafter, the surface is polished (step 10), and the surface of the multilayer board intermediate 80c is smoothed as shown in FIG. 30 (k) (step 10).
[0141]
Next, as shown in FIG. 31 (l), a through hole 67 is formed by applying mechanical processing to a predetermined position of the multilayer board intermediate 80c, that is, a through hole forming position (step 11). Next, the surface of the multilayer plate intermediate body 80d is plated by electroless plating or electrolytic plating (step 12). As a result, a through-hole plating layer 68 as shown in FIG. 31 (m) is formed. Next, the metal layer 68 on the surface of the multilayer plate intermediate body 80e is patterned (step 13). Thus, a multilayer board 82 in which the metal bumps 11B and 11J and the through-hole plating 68 are mixed as shown in FIG.
[0142]
In this embodiment, metal bumps and through-hole plating are used together to form an interlayer connection. Therefore, it is possible to obtain a multilayer board in which a highly reliable interlayer connection is formed.
[0143]
(Eighth embodiment)
The printed wiring board according to the present embodiment has a configuration in which Ni / Au plating is further performed on the metal layer on the surface of the printed wiring board formed in the fourth embodiment. FIG. 32 is a partially enlarged view of a cross-sectional view of the printed wiring board according to the present embodiment. FIG. 33 is a sectional view showing a final usage pattern of the printed wiring board according to the present embodiment. As shown in FIG. 32, in the printed wiring board according to the present embodiment, Ni / Au plating is further formed on the surface metal layer.
[0144]
In order to manufacture the printed wiring board according to the present embodiment, the manufacturing method of the fourth embodiment is generally followed. That is, the insulating substrate material 63 as shown in FIG. 32 (n) is formed according to Steps 1 to 13 of the fourth embodiment. Next, the upper surface of the insulating substrate material 63 is polished and smoothed to form an insulating substrate material 64 as shown in FIG. The metal layer 51 on the lower surface side of the insulating substrate material 64 is patterned by selective etching or the like to form an insulating substrate material 65 as shown in FIG. Next, both surfaces of the insulating substrate material 65 are plated to form Ni / Au plated layers 56 and 57. Thus, a printed wiring board 67 as shown in FIG. 32 (q) is formed.
[0145]
As an application of the printed wiring board according to the present embodiment, there is an application as a contact sheet 90 of a semiconductor device as shown in FIG. The contact sheet is a sheet that is interposed between the semiconductor device 83 and the circuit board 86 of the semiconductor device test apparatus to electrically connect the electrode 84 of the semiconductor device 83 and the electrode 87 of the circuit board. FIG. 33A is a schematic configuration of a test apparatus for conducting a continuity test of the semiconductor device 83. In this test apparatus, a circuit board 86 is fixed on a fixing base 88, and a contact sheet 90 is positioned and fixed thereon with positioning pins 97. The semiconductor device 83 is placed on the contact sheet 90 and pressed by the pressing tool 85.
[0146]
FIG. 33 (b) is an enlarged view of the small circle part of FIG. 33 (a). As shown in FIG. 33B, in the contact sheet 90 according to this embodiment, metal bumps 92 are embedded in the thickness direction of the insulating layer 91. Terminals 93 and 94 are disposed on the surface of the insulating layer 91, respectively. The metal layers on the surfaces of the terminals 93 and 94 are formed by Ni / Au plating. The metal bumps 92 and the terminals 94 are electrically connected via silver paste bumps 96. Further, since the interlayer connection is formed by the etching bump in the printed wiring board according to the present embodiment, a sheet having a small electric resistance and a uniform thickness can be produced. Further, since the contact sheet 90 according to the present embodiment has such a structure, the contact sheet 90 is used by being inserted between the object to be inspected and the test apparatus to absorb the stress applied to the object to be inspected. Can be pressed against the test device and sufficient electrical contact is obtained.
[0147]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the metal bumps are formed by sequentially etching the metal plate from the front and back surfaces, a printed wiring board having higher height uniformity and therefore high reliability of interlayer connection can be obtained. Further, since the metal bumps are formed by sequentially etching from the front and back of the metal plate, a metal plate made of a single material can be used, and the manufacturing cost can be kept low. Further, by etching from the base side of the metal bump formed by half etching, the skirt portion of the metal bump is killed, and a printed wiring board having high wiring density and high reliability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing each step of a printed wiring board manufacturing method according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing each step of the printed wiring board manufacturing method according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing each step of the printed wiring board manufacturing method according to the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing each step of the printed wiring board manufacturing method according to the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing each step of the printed wiring board manufacturing method according to the first embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing each step of the printed wiring board manufacturing method according to the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic view of a wiring member with metal bumps according to the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic view of a wiring member with metal bumps according to the first embodiment.
FIG. 9 is an electron micrograph of a wiring member with metal bumps according to the first embodiment.
FIG. 10 is an electron micrograph of a wiring member with metal bumps according to the first embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a metal bump taken along a plane passing through the axis of the metal bump with the longitudinal direction of the wiring member with the metal bump as a normal line.
FIG. 12 is a flowchart showing each step of a printed wiring board manufacturing method according to the fourth embodiment.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing each step of a printed wiring board manufacturing method according to the fourth embodiment.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing each step of a printed wiring board manufacturing method according to the fourth embodiment.
FIG. 15 is a sectional view showing each step of a printed wiring board manufacturing method according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating each step of a printed wiring board manufacturing method according to the fourth embodiment.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing each step of a printed wiring board manufacturing method according to the fourth embodiment.
FIG. 18 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a fifth embodiment.
FIG. 19 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the fifth embodiment in the middle of manufacture.
FIG. 20 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the fifth embodiment in the middle of manufacture.
FIG. 21 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a sixth embodiment.
FIG. 22 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the sixth embodiment in the middle of manufacture.
FIG. 23 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the sixth embodiment in the middle of manufacture.
FIG. 24 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the sixth embodiment in the middle of manufacture.
FIG. 25 is a cross-sectional view of the printed wiring board according to the sixth embodiment in the middle of manufacture.
FIG. 26 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 27 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 28 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 29 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 30 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 31 is a flowchart of a method for manufacturing a printed wiring board according to a seventh embodiment.
FIG. 32 is a partially enlarged view of a cross-sectional view of a printed wiring board according to an eighth embodiment.
FIG. 33 is a cross-sectional view showing a usage pattern of a printed wiring board according to an eighth embodiment.
FIG. 34 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional conductor penetration method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Metal plate, 11B ... Inner layer wiring relief pattern, 11C ... Metal bump, 11D ... Wiring member, 11E ... Inner layer wiring pattern, 11F ... Wiring member with metal bump, 13 ... Pre-preg (insulating substrate), 20 ... First Masking, 31a ... first surface wiring pattern, 32a ... second surface wiring pattern, 41 ... second masking.

Claims (4)

導体板の一の表面の内層配線パターン形成位置に第1のマスキングを形成する工程と、
前記導体板のマスキング形成面をハーフエッチングして内層配線パターン状にレリーフパターンを前記導体板の前記一の表面に形成する工程と、
前記内層配線パターン状レリーフパターン上の所定位置にペーストバンプを形成する工程と、
前記ペーストバンプの上に絶縁性材料と他の導体板又は他の配線基板とを位置合わせする工程と、
前記導体板と、前記絶縁性材料と、他の導体板又は他の配線基板とを加熱下に加圧する工程と、
前記導体板の他の表面上の金属バンプ形成位置に第2のマスキングを形成する工程と、
前記導体板の他の表面をハーフエッチングして前記内層配線パターン状レリーフパターンの根元部分を切り離し内層配線パターンとなすと同時に該内層配線パターン背面上に金属バンプを形成する工程と、
前記金属バンプ形成面に絶縁性材料を充填する工程と、
前記絶縁性材料を硬化する工程と、
前記露出した金属バンプの頭部及び絶縁性材料層上に外側配線パターンを形成する工程と
を具備することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
Forming a first masking at an inner wiring pattern forming position on one surface of the conductor plate;
Forming a relief pattern on the one surface of the conductor plate by half-etching the masking formation surface of the conductor plate to form an inner layer wiring pattern; and
Forming paste bumps at predetermined positions on the inner wiring pattern-like relief pattern;
A step of aligning an insulating material and another conductor plate or another wiring board on the paste bump;
Pressurizing the conductive plate, the insulating material, another conductive plate or another wiring board under heating;
Forming a second mask at a metal bump formation position on the other surface of the conductor plate;
Forming a metal bump on the back of the inner layer wiring pattern at the same time as half-etching the other surface of the conductor plate to separate the root portion of the inner layer wiring pattern-like relief pattern into an inner layer wiring pattern;
Filling the metal bump formation surface with an insulating material;
Curing the insulating material;
And a step of forming an outer wiring pattern on the exposed metal bump head and the insulating material layer.
前記絶縁性材料が、絶縁性基板前駆体であることを特徴とする請求項に記載のプリント配線基板の製造方法。The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 1 , wherein the insulating material is an insulating substrate precursor. 前記絶縁性材料が、絶縁性材料組成物フィルムであることを特徴とする請求項に記載のプリント配線基板の製造方法。The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 1 , wherein the insulating material is an insulating material composition film. 前記絶縁性材料が、塗布形成された絶縁性材料組成物であることを特徴とする請求項に記載のプリント配線基板の製造方法。The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 1 , wherein the insulating material is an insulating material composition formed by coating.
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