JP5088620B2 - 導電性バンプの形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、導電性バンプ、その形成方法およびこの導電性バンプを有するプリント配線板に関するものである。

従来より、多層配線板の製造方法として、導電層上に導電性ペーストをスクリーン印刷して略円錐状の導電性バンプを形成し、この上に絶縁層を介して他の導電層を重ね合わせプレスすることによって、絶縁層両面の導電層間に電気的導通を形成させる方法が知られている。

この導電性バンプには、絶縁層の厚さ方向に導電性バンプを貫通させるのに十分な高さが必要とされる。また、配線板として必要とされるファインピッチ化が更に進むと、高さを維持したままで底面積に対して相対的に高さが高い形状、いわゆる高アスペクト比を備えた形状であることが求められている。

しかし、現状の導電性バンプの形成方法では、スクリーン印刷（スキージ工程）１回当たりの導電性ペーストによるバンプ形成高さが十分でないために、印刷を多数回繰り返し行うことが一般になされている。そのため、導電性ペーストを一回印刷するたびに乾燥工程と位置合わせ工程とが必要になっており、これらの各工程を十分な高さの導電性バンプが形成されるまで繰り返さなければならなかった。

よって、工数が多くて、ファインピッチ化の要請に応える高精度の基板を効率的に製造することおよび製造コストの低減を図ることが困難であった。
特開平０６−３５０２５８号公報 特開２００３−７７３３７号公報 特開２００４−６５７７号公報

本発明は、従来よりも少ない工程で十分な高さの導電性バンプを形成する方法を提供するものである。

本発明による導電性バンプの形成方法は、基板上に導電性バンプを形成する方法であって、（イ）導電性バンプを形成する基板の一方の面に、形成する導電性バンプの位置に合わせて微小突起を押圧して貫通させ、前記基板の反対面に前記微小突起の少なくとも一部分を露出させる工程、（ロ）前記の露出した微小突起部を核として導電性ペーストを塗工する工程、および（ハ）前記の塗工した導電性ペーストを硬化させて導電性バンプを形成する工程、を含むことを特徴とするものである。

このような本発明による導電性バンプの形成方法は、好ましくは、前記（ロ）の前記凸部に導電性ペーストを塗工する工程を、スクリーン版またはメタルマスク版を用いたスクリーン印刷法にて行うことができる。

このような本発明による導電性バンプの形成方法は、好ましくは、前記（ハ）における導電性ペーストの硬化が熱硬化であるもの、を包含する。

そして、本発明による導電性バンプの形成方法は、基板の変形に基づく凸部上に導電性ペーストの硬化物が形成されたことを特徴とするもの、である。

そして、本発明によるプリント配線板は、上記の導電性バンプを有することを特徴とするもの、である。

本発明による導電性バンプの形成方法は、従来の導電性ペーストを多数回繰り返し塗工し、所望の高さになるまで塗工層を累積して導電性バンプを形成する方法とは異なって、少ない工程数で十分な高さの導電性バンプを形成することができる。そして、本発明では、従来と同じ高さの導電性バンプの形成に必要な導電性ペーストの使用量が低減されている。

よって、本発明によれば、従来よりも効率的かつ低コストで導電性バンプを形成することができる。そして、工程数の低減化は、より高精度の導電性バンプならびに配線基板を製造するうえでも有利である。

本発明による導電性バンプの形成方法は、基板上に導電性バンプを形成する方法であって、（イ）導電性バンプを形成する基板の一方の面に、形成する導電性バンプの位置に合わせて微小突起を押圧して貫通させ、前記基板の反対面に前記微小突起の少なくとも一部分を露出させる工程、（ロ）前記の露出した微小突起部を核として導電性ペーストを塗工する工程、および（ハ）前記の塗工した導電性ペーストを硬化させて導電性バンプを形成する工程、を含むことを特徴とするものである。

図１Ａ〜図１Ｄは、本発明による導電性バンプの形成方法の特に好ましい具体例を示すものである。図１Ａには工程（イ）に付す前、図１Ｂには工程（イ）の実施後、図１Ｃには工程（ハ）の実施後、図１Ｄには微小突起の分離後、の状態が示されている。

本発明における工程（イ）では、図１Ｂに示されるように、基板１に、形成する導電性バンプの位置に合わせて微小突起を押圧して貫通させ、前記基板の反対面に前記微小突起の少なくとも一部分を露出させる。この基板１は、多層配線基板に組み立てられた後において、その多層配線基板の導電層として機能するものであることから、通常、導電性が良好な材料から形成される。本発明では、従来の一般的な多層配線基板において配線層材料として用いられてきた基板を、基板１として用いることができる。本発明において特に好ましい基板１としては、銅箔等の金属箔からなる基板を挙げることができる。

微小突起２は、基板１を押圧により貫通可能な任意の材料によって形成することができる。この微小突起２は、基板１の導電性バンプを形成する位置において正確に基板１を貫通するように、剛性が高い材料、例えば金属材料、によって形成することが好ましい。微小突起２の形状は、基板１を貫通しやすいように先端が尖った形状が好ましい。本発明では、図１Ａに示されるような円錐状のものが好ましい。

この微小突起２は、微小突起２の設置角度ならびに多数設けられている各微小突起の位置関係に変動が生じないようにすることが好ましい。このようなことから、微小突起２は、表面平坦度が高い平面上に高精度で確実に固定されていることが好ましい。よって、微小突起２は、定盤３上に形成されていることが好ましい。また、この微小突起２は、金属板の微小突起２以外の部分が除去されて形成された物、例えばエッチングバンプであってもよい。

微小突起２は、工程（イ）において、基板１を貫通し、基板１の反対面にその少なくとも一部分を露出するものであることから、微小突起２の高さは、少なくとも基板１の厚さよりも高い必要がある。具体的な高さは、例えば基板１の厚さ、この基板１上に形成する導電性バンプ４の高さ等に応じて、適宜定めることができる。

本発明の工程（ロ）では、露出した微小突起部を核として導電性ペーストを塗工する。ここで「露出した微小突起部を核として導電性ペーストを塗工する」とは、例えば図１Ｃに示されるように、基板１の表面上に露出した微小突起をほぼ中心にして、その露出した微小突起が内包されるように導電性ペースを塗工する」ことを意味する。

一般に、露出した微小突起２の高さが高い程、導電性ペーストの塗工回数の低減化には有利である場合が多いが、露出した高さが過度に大きいときには、工程（ロ）における導電性ペーストの塗工作業が困難になる場合がある。基板１上に、例えば高さ９０〜２５０μｍ程度の導電性バンプ４を形成する際には、微小突起２の露出部の高さは４０〜２００μｍが好ましい。

導電性ペーストとしては、従来から用いられてきた導電性ペーストの中から適当なものを選択して用いることができる。また、必要に応じ適宜変更を加えて用いることができる。本発明において特に好ましい導電性ペーストとしては、導電性微粒子を樹脂成分の合計１００質量部に対して３００〜１１００質量部を分散させてなり、必要に応じ更に溶剤からなるものを挙げることができる。好ましい樹脂バインダーとしては、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂等を挙げることができ、好ましい導電性微粒子としては、銅、金、銀等の金属微粒子を挙げることができる。

導電性ペーストの塗工は、例えばスクリーン印刷によって行うことが好ましい。導電性ペーストの塗工に際しては、凸部４の上に導電性ペーストが正確に塗工されるように、凸部４とスクリーン印刷版とを位置合わせすることが好ましい。スクリーン印刷による導電性ペーストの塗工回数は任意であるが、例えば、形成する導電性バンプ５の高さ、大きさ、強度や作業効率などを考慮して適宜定めることができる。導電性ペーストの塗工回数を重ねることによって導電性バンプ５の高さが高くなり、同時に塗工厚さ（凸部４の表面からの導電性バンプ５の表面までの導電性ペーストの塗工厚さ）の増大が見られる。しかし、過度に塗工回数が多い場合は、製造効率および製造コストの点から好ましくない。従って、本発明の工程（ロ）における導電性ペーストの塗工回数は、好ましくは１〜４回、特に好ましくは１〜２回である。導電性ペーストの塗工厚さは、硬化後の厚さで８０〜２２０μｍ、特に１００〜２００μｍ、となるようにすることが好ましい。

本発明の工程（ハ）は、前記の工程（ロ）において塗工した導電性ペーストを硬化させて導電性バンプ５を形成する工程である。この工程（ハ）の実施によって、導電性バンプは、多層配線基板の組み立ての際に絶縁性層（プリプレグ）を貫通するのに十分な硬度のものとなる。この工程（ハ）は、４０〜２００℃、好ましくは６０〜１８０℃、の温度にて実施することができる。

基板と微小突起２との分離は、工程（ロ）の後に行う。なお、前記の工程（ハ）の実施によって導電性バンプ４に若干の収縮が観察される場合あるが、この収縮に伴う応力は、工程（ニ）が実施された以降は導電性バンプ４の内部の微小突起に由来する空間の存在によって緩和されている。

微小突起２（微小突起高さ：１００μｍ）を有した定盤３を用意した。
導電性バンプを形成する基板３（厚み：１８μｍ）の一方の面に、形成する導電性バンプの位置に合わせて微小突起を押圧して貫通させた。貫通させた後の微小突起２の露出部の高さは、８０μｍ程度となった。
貫通させた後、露出した微小突起２を核として、導電性ペースト（導電性材料：銀粉、粘度２５０Ｐａ・ｓ（２５℃））をメタルマスク版（開口部の直径：２２０μｍ、版厚：０．２ｍｍ、材質：アルミニウム製）を用いたスクリーン印刷法にて導電性バンプ４を形成した。
スクリーン印刷の条件としては、温度２０℃、湿度５０％の環境下で、硬度８０°のウレタン樹脂製のスキージを用いて印刷を行った。
その後、導電性バンプ４を形成した基板３を、微小突起２を有した定盤３から分離し、１２０℃、３分間の処理にて半硬化させ、その後、１６０℃、２０分間の本硬化処理を行った。
得られた導電性バンプの高さは、１８０μｍであった。

本発明による導電性バンプの形成方法の工程を示す図。

符号の説明

１ 導電性バンプを形成する基板
２ 微小突起
３ 定盤
４ 導電性バンプ

Claims (3)

1. 基板上に導電性バンプを形成する方法であって、
   （イ）導電性バンプを形成する基板の一方の面に、形成する導電性バンプの位置に合わせて微小突起を押圧して貫通させ、前記基板の反対面に前記微小突起の少なくとも一部分を露出させる工程、
   （ロ）前記の露出した微小突起部を核として導電性ペーストを塗工する工程、
   （ハ）前記の塗工した導電性ペーストを硬化させて導電性バンプを形成する工程、および
   （ニ）前記の微小突起を前記の導電性バンプから分離する工程、を含むことを特徴とする、導電性バンプの形成方法。
2. 前記（ロ）の前記凸部に導電性ペーストを塗工する工程を、スクリーン版またはメタルマスク版を用いたスクリーン印刷法にて行う、請求項１に記載の導電性バンプの形成方法。
3. 前記（ハ）における導電性ペーストの硬化が熱硬化である、請求項１または２に記載の導電性バンプの形成方法。

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