JP2001284801A - 多層プリント基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板表面の平坦度を向上させることができる
多層プリント基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 （イ）絶縁性基板１１の上の第１の金属
層を選択的にエッチングして、複数の第１バンプ２１を
形成する工程と、（ロ）第１バンプ２１の上に第１絶縁
性樹脂層３１を形成する工程と、（ハ）第１絶縁性樹脂
層３１上に第２の金属層３３を圧着し、第１バンプ２１
の先端を、第１絶縁性樹脂層３３を貫挿させて第２の金
属層３３に接続する工程と、（ニ）第２の金属層３３を
選択的にエッチングして、複数の第２バンプ４１を形成
する工程と、（ホ）第２バンプ４１の上に第２絶縁性樹
脂層を形成する工程と、（ヘ）第２絶縁性樹脂層上に第
３の金属層を圧着し、複数の第２バンプの先端を、第２
絶縁性樹脂層を貫挿させて対向する第３の金属層に接続
する工程とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント基板
の製造方法に関し、特に層間接続をバンプにより行う多
層プリント基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体集積回路は、端子サイズが
微細化し、ボンディングパッドの配列はペリフェラル配
列からエリアアレイ配列へと高密度化している。これに
伴い実装方法もワイヤボンディング実装から、ボール・
グリッド・アレイ（ＢＧＡ）を用いたフリップチップ実
装へと移行している。これらの動向に対応するため、半
導体チップ実装用のプリント基板は、その品質をさらに
向上させる必要がある。このためには、半導体チップと
プリント基板間の接続信頼性に大きな影響を与えるプリ
ント基板表面の平坦度が重要である。これは、フリップ
チップ実装においては、半導体チップの表面に配置され
たボンディングパッドに配置されたハンダバンプ（半田
ボール）とプリント基板とを直付けするため、プリント
基板の平坦度が悪いと、ワイヤボンディングのような高
さを許容する物がないため、ところどころ接続不良とな
る部分が発生してしまうためである。特に、ＬＳＩチッ
プの高集積密度化により、ボンディングパッド間の空間
も非常に狭くなり、形成されるハンダバンプも小さくな
っているため、より平坦度の高いプリント基板が求めら
れている。

【０００３】このため多層プリント基板おいては、層間
接続にレーザビアやフォトビアなどを使用した基板で
は、ビアホール開口部を導電性ペーストやメッキなどで
埋めることが行われている。これに対し、層間接続にバ
ンプ（電気的な接続に用いられる導電性の突起状のも
の）を用いた多層プリント基板では、この穴埋め工程が
不要であり、今後の進展が期待されている。層間接続に
バンプを用いるという構想は、例えば特開昭６０−１２
１７８９号公報にあり、また、接続法の個別的技術とし
ては、例えば特公平２−７１８０号公報、特開平６−２
１６０１号公報、特開平６−３４２９７７号公報、特開
平７−７４４６６号公報、特開平７−８６７１１号公
報、特開平８−７８８４５号公報、特開平８−１２５３
４４号公報などに開示されている。これら公報に記載さ
れた技術によれば、概略以下の各工程により多層プリン
ト基板が製造される。（イ）絶縁性基板の所定位置にバ
ンプを印刷法又はメッキ法により形成する工程、（ロ）
絶縁性樹脂材料よりバンプを埋め込む工程、（ハ）バン
プの先端を絶縁性樹脂材料から貫挿、露出させ、その上
に金属箔を積層配置する工程、（ニ）金属箔を積層配置
した積層体を加圧して、金属箔面にバンプの先端を接続
し、貫通型の導体配線部を形成する工程、（ホ）金属箔
をエッチング処理して、所定の配線パターンを形成する
工程。このような各工程により、前述のごとく層間接続
にビアホールの形成が不要となり、従って表面の平坦化
のための穴埋め工程も不要となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報記載の技術では、バンプを金属や導電性ペーストの
印刷又はメッキによって形成しているため、バンプ高さ
の制御性が悪い。さらに、その上に重ねた金属箔を不均
一に押し上げたり、又は金属箔から貫通したバンプの先
端が不均一な高さとなってしまうという問題があった。
特に、配線層数が増えると、高さばらつきが累積され
て、多層プリント基板表面の平坦度がいっそう低下し、
半導体チップと多層プリント基板間の接続信頼性の確保
が困難になる虞がある。

【０００５】なお、バンプの高さばらつきを低減する方
法としては、例えばバンプの先端を研磨するなどのレベ
リング処理が提案されているが、直径５０μｍ、高さ５
０μｍを下回るような微細なサイズのバンプの場合、レ
ベリング処理の適用は困難であった。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的は、基板表面の高度な平坦化が可能な多層プリ
ント基板の製造方法を提供することである。

【０００７】本発明の他の目的は、層間接続をバンプに
より行なった多層プリント基板であっても、一層ごとの
平坦度を改善し、層数を多くしても、全体として平坦度
の優れた多層プリント基板の製造方法を提供することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の多層プリント基板の製造方法は、（イ）絶
縁性基板の一方の主表面に第１の金属層を備えた支持基
板を用意し、この第１の金属層を選択的にエッチングし
て、複数の第１バンプを形成する工程と、（ロ）第１の
金属層上に第１絶縁性樹脂層を形成する工程と、（ハ）
第１絶縁性樹脂層上に第２の金属層を圧着し、複数の第
１バンプの先端を、第１絶縁性樹脂層を貫挿させて対向
するこの第２の金属層に接続する工程とを有することを
趣旨とする。ここで、複数の第１バンプを形成する工程
は、周知のフォトリソグラフィー技術を用いて、簡単に
行うことが可能である。即ち、第１の金属層の上に、所
望の複数の第１バンプの形状に対応したエッチングマス
クを形成し、このエッチングマスクを用いて、第１の金
属層をエッチングして、複数の第１バンプを形成すれば
よい。例えば、第１の金属層の上に、レジスト膜等を塗
布し、これに対して、露光・現像することにより、所望
のエッチングマスクが形成できる。そして、所定のエッ
チングにより、複数の第１バンプを形成後、エッチング
マスクを除去すればよい。エッチングは、ウェットエッ
チングでも、イオンミリングのようなドライエッチング
でも良い。

【０００９】本発明による多層プリント基板の製造方法
は、複数の第１バンプを、絶縁基板上の第１の金属層を
エッチングすることで形成しているので、本来的に出来
上がる複数の第１バンプの高さを一定に制御することが
出来る。従って、本発明によれば、出来上がる第１バン
プの高さは、絶縁基板上に備えられている第１の金属層
の厚さばらつき（１〜２μｍ）と同等になる。この値
は、従来の印刷法やメッキ法によるバンプ高さのばらつ
き（１０〜３０μｍ）と比較し、１桁程度少ない値であ
る。従って、これにより得られる多層プリント基板は、
その平坦度が従来より遥かに向上したものとなる。

【００１０】また、本発明においては、第１の金属層を
選択的にエッチングして残った金属層をエッチングし
て、第１配線パターンを形成する工程をさらに有するよ
うにしても良い。これにより、絶縁基板上に備えられた
第１の金属層から、第１バンプと共に第１配線パターン
を形成することができるものである。そして、第２の金
属層を選択的にエッチングして、複数の第２バンプを形
成する工程をさらに有するようにしても良い。そして、
第２の金属層を選択的にエッチングして残った金属層を
エッチングして、第２配線パターンを形成する工程をさ
らに有するようにしても良い。また、本発明において
は、第１絶縁性樹脂層と第２の金属層とは、予め一体化
されているようにしても良い。これにより、複数の第１
バンプ形成後、第１絶縁性樹脂層の形成と共に、一度の
工程で第２の金属層が形成できる。また、本発明におい
ては、支持基板は、予め配線パターンが形成されている
回路基板であるようにしても良い。これは、予め配線パ
ターンが形成された回路基板上に第１の金属層が備えて
あれば、本発明を適用することができるものである。ま
た、本発明においては、第２の金属層上に第２絶縁性樹
脂層を形成する工程と、第２絶縁性樹脂層上に第３の金
属層を圧着し、複数の第２バンプの先端を、第２絶縁性
樹脂層を貫挿させて対向するこの第３の金属層に接続す
る工程とをさらに有するようにしても良い。さらに、第
３の金属層をエッチングして、第３配線パターンを形成
する工程をさらに有するようにしても良い。

【００１１】また、本発明においては、第１の金属層
は、最上層に位置する第１の銅層、この第１の銅層の下
にあり、ニッケル又はニッケル合金からなる中間層、こ
の中間層の下にある第２の銅層とからなる３層構造を有
し、複数の第１バンプを形成する工程が、この第１の銅
層をこのニッケル又はニッケル合金からなる中間層の表
面が露出するまでエッチングすることにより行われるよ
うにしても良い。このように、第１の銅層、ニッケル又
はニッケル合金からなる中間層、第２の銅層とからなる
３層構造の金属層を用いることで、中間層であるニッケ
ル又はニッケル合金よりなる中間層が、バンプ形成のた
めに第１の銅層をエッチングする際のエッチングストッ
プ層として機能する。即ち、第１の銅層のエッチング速
度を中間層であるニッケル又はニッケル合金のエッチン
グ速度より十分大きく選定しておけば、第１の銅層のエ
ッチングは、中間層が露出した時点で自動的に停止す
る。従って、何らエンドポイント・モニタリングを用い
ずに、高精度なエッチングが可能となる。その後、中間
層を除去し、第２の銅層をパターニングすることで、バ
ンプ形成面と同じ面に新たな配線パターンを形成するこ
とが容易となる。この場合は、複数の第１バンプを形成
する工程の後、さらに、表面を露出させたニッケル又は
ニッケル合金からなる中間層を除去する工程をさらに有
するようにすればよい。そして、中間層を除去する工程
の後、さらに、第２の銅層をエッチングすることによ
り、第１配線パターンを形成する工程をさらに有するよ
うにも出来る。同様に、第２の金属層は、最上層に位置
する第１の銅層、この第１の銅層の下にあり、ニッケル
又はニッケル合金からなる中間層、この中間層の下にあ
る第２の銅層とからなる３層構造を有するようにしても
良い。これにより、この第２の金属層を用いて、さらに
バンプを形成すると共に、配線パターンを形成すること
ができる。このため、極めて平坦度の高い多層プリント
基板を容易に製造することができる。この場合は、第２
の金属層を構成する第１の銅層を、ニッケル又はニッケ
ル合金からなる中間層の表面が露出するまでエッチング
することにより、複数の第２バンプを形成する工程をさ
らに有するように出来る。また、複数の第２バンプを形
成する工程の後、第２の金属層を構成するニッケル又は
ニッケル合金からなる中間層を除去すればよい。さら
に、中間層を除去する工程の後、第２の金属層を構成す
る第２の銅層をエッチングすることにより、第２配線パ
ターンを形成する工程をさらに有するようにしても良
い。この場合も、第２の金属層上に第２絶縁性樹脂層を
形成する工程と、第２絶縁性樹脂層上に第３の金属層を
圧着し、複数の第２バンプの先端を、第２絶縁性樹脂層
を貫挿させて対向するこの第３の金属層に接続する工程
とをさらに有するようにしても良い。そして、第３の金
属層をエッチングして、第３配線パターンを形成する工
程をさらに有するようにすれば、第３配線パターンが得
られる。

【００１２】また、本発明においては、第１及び第２絶
縁性樹脂層は、接着剤を用いることが可能である。これ
により、多層プリント基板を製造した際に各層間の接合
が緊密となり、信頼性が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。以下の図面の記載においては、
同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付してい
る。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法の
関係や比率は現実のものとは異なることに留意すべきで
ある。従って、具体的な各部材の寸法は以下の説明を斟
酌して判断すべきものである。また、図面相互間におい
ても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれてい
ることは勿論である。

【００１４】（第１の実施の形態）図１乃至図３は、本
発明の第１の実施の形態に係る多層プリント基板の製造
方法を説明するための工程断面図である。

【００１５】（イ）まず、図１（ａ）に示すように、絶
縁性基板１１の一方の主表面に、第１の金属層１３を備
えた支持基板１５を用意する。ここで第１の金属層１３
は、後の工程においてバンプ及び配線パターンを形成す
るためのものである。この第１の金属層１３としては、
銅（Ｃｕ）が好ましく、その厚さは、１０μｍ〜１５０
μｍであることが好ましい。これは１０μｍ未満ではバ
ンプとしての高さが不十分となり、一方、１５０μｍを
越えるとバンプの形成精度が低下するからである。この
ような銅層を有する支持基板１５としては、銅張り積層
板が好ましい。具体的には、例えば紙、ガラスクロス、
ガラスマット、合成繊維などの基材と熱硬化性樹脂とか
らなる銅張りフェノール基板、銅張り紙エポキシ基板、
銅張り紙ポリエステル基板、銅張りガラスエポキシ基
板、銅張りガラスポリイミド基板、銅張りガラステフロ
ン（登録商標）基板などがある。また、基材を組み合わ
せない形としては、例えば銅張りポリイミド基板、銅張
りポリエステル基板、銅張りポリエーテルイミド基板な
どが挙げられる。さらに、他の形態としては、金属板を
ベースとして絶縁樹脂層を介して銅箔など張った積層
板、例えばアルミニウムベース銅張り基板、鉄ベース銅
張り基板、ステンレスベース銅張り基板、ケイ素鋼ベー
ス銅張り基板、銅ベース銅張り基板、４２−アロイスベ
ース銅張り基板なども利用できる。また、支持基板１５
としてはハードボードの他、フレキシブル基板であって
も良い。具体的には、第１の金属層１３として厚さ６０
μｍの銅層を備えた基材厚０．２ｍｍの銅張り積層基板
を用意する。なお、この積層基板は、絶縁基板の両主表
面に銅層が形成されたものであるが、図１乃至図３にお
いては、下面の銅層の図示は省略している。

【００１６】（ロ）続いて、第１の金属層１３上にレジ
スト膜を塗布し、このレジスト膜をフォトリソグラフィ
ー技術によりパターニングして、バンプを形成するため
のエッチングマスクとする。その後、このエッチングマ
スクを用いて、第１の金属層１３を一定時間選択的にエ
ッチングする。即ち、図１（ｂ）に示すように、第１残
金属層２３として、底部に比較的薄い第１の金属層１３
の一部を残しつつ、凸部からなる複数の第１バンプ２１
を形成する。複数の第１バンプ２１を形成後、エッチン
グマスクは不要であるので、剥離除去する。ここで、第
１の金属層１３を選択的にエッチングする量としては、
凹部の底部に残留する第１残金属層２３の厚さが、１〜
１８μｍ程度残るようにすることが好ましい。これは、
第１残金属層２３の厚さが１μｍ未満では、後にこの第
１残金属層２３を用いて配線パターンを形成した際に、
ピンホールなどの欠陥が現れるため好ましくないからで
ある。また、第１残金属層２３の厚さが１５μｍを超え
ると、配線パターンの形成精度が低下するためである。
また、第１の金属層１３である銅のエッチングは、塩化
銅（II）水溶液をエッチング液として用いて、このエッ
チング液に基板全体を浸漬することにより行う。このと
き、エッチング量の調節は、浸漬時間を調節することに
より行う。また、形成する複数の第１バンプ２１の形状
としては、例えば錐形、柱型、台形などの任意の立面形
状、円形、多角形、十字形などの任意の平面形状で良
い。寸法も任意で良い。しかし、複数の第１バンプ２１
のエッチング加工精度の点から、第１バンプ２１の高さ
は、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好まし
く、特に３０μｍ以上６０μｍ以下であるとより好まし
い。なお、エッチングマスクとなるレジスト膜として
は、フィルムレジスト膜、液状レジスト膜等が使用でき
る。また、ハンダ、ニッケルや金箔等のエッチングにお
いて、一般に用いられているプリント基板用のエッチン
グレジスト膜を用いても良い。ここでは、レジスト膜に
エッチングレジストフィルムを用いて、エッチングマス
クを形成する。そして、第１の金属層１３である銅は、
選択的に４５μｍエッチングされ、１５μｍの残金属層
３２を残しつつ複数の第１バンプ２１が形成される。従
って、第１バンプ２１の高さは４５μｍとなる。エッチ
ングマスクは、バンプ形成後剥離除去する。

【００１７】（ハ）続いて、複数の第１バンプ２１を覆
うように第１残金属層２３の全面にレジスト膜を塗布
し、このレジスト膜をフォトリソグラフィー技術よりパ
ターニングして、配線パターン用のエッチングマスクを
形成する。このエッチングマスクを用いて第１残金属層
２３をエッチングすることで、図１（ｃ）に示すよう
に、第１配線パターン２５を形成する。その後、エッチ
ングマスクは剥離除去する。これにより、絶縁基板１１
上には、複数の第１バンプ２１が形成されている主表面
と同一主表面側に、第１配線パターン２５が形成され
る。ここで用いられるレジスト膜としては、先程と同様
に様々なレジスト膜を使用することができる。また、第
１残金属層２３のエッチングも、塩化銅（II）水溶液を
エッチング液として用いてエッチングする。具体的に
は、基板１５の両面にエッチングレジストフィルムをラ
ミネートし、このエッチングレジストフィルムに配線パ
ターンを形成してエッチングマスクとする。そして、第
１残金属層２３である銅をさらにエッチングして第１配
線パターン２５を形成する。第１配線パターン２５形成
後、エッチングレジストフィルムは剥離除去する。

【００１８】（ニ）続いて、複数の第１バンプ２１と第
１配線パターン２５が形成された基板１５の上に、図２
（ｄ）に示すように、第１絶縁性樹脂層３１と第２の金
属層３３を積層して圧着することにより、複数の第１バ
ンプ２１と第２の金属層３３を接続する。ここで用いら
れる絶縁性樹脂としては、例えばポリカーボネート樹
脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱
可塑性ポリイミド樹脂、四フッ化ポリエチレン樹脂、六
フッ化ポリプロピレン樹脂、ポリエーテルエーテルケト
ン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可
塑性樹脂が挙げられる。また、いわゆるＢステージの状
態で、所要の絶縁性・接着性を形成し得る熱硬化性樹
脂、例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹
脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテル樹
脂、メラミン樹脂、あるいは未加硫な（生ゴム）ブタジ
エンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、ネオプレン（登録商
標）ゴム、シリコーンゴムなども使用し得る。さらに、
これらは共重合体系や混合系であっても良いし、ガラス
クロスやマットなどの無機酸化物、紙などの有機物を組
み合わせた形態、もしくは無機酸化物粉末など添加・含
有させた系でも良い。そして、絶縁性樹脂層の形成は、
例えばスクリーン印刷法、キャスティングローラコート
法、スピンコート法などで、複数の第１バンプ２１と第
１配線パターン２５が形成された基板面上に行うことが
できる。さらに、これらの絶縁性樹脂層は、予め接着剤
として機能するものを用いても良く、接着剤としては、
プリプレグ、接着シート、接着フィルム、銅箔付きの接
着剤、プリント基板用や半導体装置用として一般に用い
られている接着剤等を任意に選択してよい。基板１５
と、これら第１絶縁性樹脂層３１及び第２の金属層３３
の圧着には、例えばラミネートプレス機、メカニカルプ
レス機などのプレス機を用いたり、ラミネーターや、フ
リップチップボンダー、熱圧着機、超音波接合装置な
ど、一般の積層、接着、圧着、接合装置を用いてよい。
本発明の第１の実施の形態では、第１絶縁性樹脂層３１
として厚さ４０μｍのプリプレグと、第２の金属層３３
として厚さ６０μｍの銅層とを予め接着積層した上で、
この積層体を、複数の第１バンプ２１と第１配線パター
ン２５の形成された基板１５上に乗せて、接合圧力４．
０ＭＰａ、処理温度１７０℃、雰囲気圧力１００Ｐａの
条件で圧着することで一体化させると共に、複数の第１
バンプ２１と第２の金属層３３を接続する。

【００１９】（ホ）続いて、図２（ｅ）に示すように、
前述した第１の金属層１３での第１バンプ２１の形成と
同様にして、第２の金属層３３上に複数の第２バンプ４
１を形成する。ここでは、第２の金属層３３表面にエッ
チングレジストフィルムをラミネートし、続いてフォト
リソグラフィー技術によりバンプとなる形状にエッチン
グマスクを形成する。そして、このエッチングマスクを
用いて第２の金属層３３を選択的に４５μｍエッチング
する。そして、その後、エッチングレジスト膜を剥離除
去する。この工程では、第２の金属層３３は全てエッチ
ングされることなく、第２残金属層４３が残る。

【００２０】（ヘ）続いて、図２（ｆ）に示すように、
前述した第１の金属層１３での第１配線パターン２５の
形成と同様にして、第２残金属層４３による第２配線パ
ターン４５を形成する。ここでは、第２バンプ４１と第
２残金属層４３を覆うようにエッチングレジストフィル
ムをラミネートし、続いてフォトリソグラフィー技術に
より配線パターンとなる形状にエッチングレジストフィ
ルムを形成して、第２残金属層４３をエッチングする。
そして、その後エッチングレジストフィルムを剥離除去
して、複数の第２バンプ４１が形成されている主表面と
同一主表面側に第２配線パターン４５を形成する。

【００２１】（ト）続いて、図３（ｇ）に示すように、
前述した第１絶縁性樹脂層３１の形成及び第１バンプ２
１と第２の金属層３３との接続と同様にして、複数の第
２バンプ４１及び第２配線パターン４５上に絶縁性樹脂
層３５と第３の金属層５１を形成後、基板１５とこれら
絶縁性樹脂層３５及び第３の金属層５１を圧着し、複数
の第２バンプ４１と第３の金属層５１を接続する。ここ
で、第３の金属層５１は、多層プリント基板の最表面配
線パターン層を形成するためのものである。従って、第
３の金属層５１は、先程の第２の金属層３３のようにバ
ンプを形成する必要がないため、配線パターンの形成に
十分なだけの厚さがあれば良い。第３の金属層５１の厚
さとしては、例えば１〜１８μｍの厚さであることが好
ましい。これは、１μｍ未満では配線パターンを形成し
たときにピンホールなどの欠陥が現れ好ましくなく、一
方、１５μｍを超えると配線パターンの形成精度が低下
するためである。ここでは、絶縁性樹脂層３５として厚
さ４０μｍのプリプレグ、第３の金属層５１として厚さ
１２μｍ銅層を形成し、接合圧力４．０ＭＰａ、処理温
度１７０℃、雰囲気圧力１００Ｐａの条件で成形一体化
させると共に、複数の第２バンプ４１と第３の金属層５
１とを接続する。

【００２２】（チ）続いて、図３（ｈ）に示すように、
第３の金属層５１上にレジスト膜を塗布し、このレジス
ト膜をフォトリソグラフィー技術によりパターニングし
て配線パターンのエッチングマスクを形成し、このエッ
チングマスクを用いて第３の金属層５１をエッチングす
ることにより第３配線パターン５５を形成する。ここで
は、第３の金属層５１である銅層の表面にエッチングレ
ジストフィルムラミネートし、続いてフォトリソグラフ
ィー技術により配線パターンとなる形状にエッチングマ
スクを形成して、このエッチングマスクを用いて、第３
の金属層５１をエッチングして第３配線パターン５５を
得る。その後、エッチングマスクは剥離除去する。

【００２３】以上の各工程により、図３（ｈ）に示すよ
うな３層構造の多層プリント基板が完成する。得られた
多層プリント基板について、非接触形状測定器による測
定の結果、本発明の第１の実施の形態により製造された
多層プリント基板表面の平坦度は、面積１０．４８ｃｍ
×１０．４８ｃｍにおいて、最大１．５μｍ凹凸であっ
た。この面積内には、１６８１個のバンプが配置されて
いる。

【００２４】また、比較のために、バンプの形成を印刷
法により行なった同一面積の多層プリント基板を製作し
て、その平坦度を測定した。なお、層構造は、本発明の
第１の実施の形態と同様に３層構造で、かつバンプ数も
同じである。測定の結果、バンプを印刷法により形成し
た多層プリント基板表面の平坦度は、最大５．３μｍの
凹凸であった。

【００２５】以上のような平坦度の測定結果から分かる
ように、本発明を適用して製造された多層プリント基板
では、従来法により製造された多層プリント基板より平
坦度の高いことが分かる。また、本発明の第１の実施の
形態による平坦度１．５μｍ凹凸は、例えばフリップチ
ップ実装などに用いられている近年の半導体チップのバ
ンプの高さより十分低いため、フリップチップ実装によ
る半導体集積回路の信頼性を向上させることが可能とな
る。

【００２６】（第２の実施の形態）図４乃至図６は、第
２の実施の形態における本発明を適用した多層プリント
基板の製造方法を説明するための工程断面図である。

【００２７】（イ）まず、図４（ａ）に示すように、絶
縁性基板６１の一方の主表面に、３層構造の第１の金属
層６９を有する支持基板６０を用意する。この３層構造
の第１の金属層６９は、最上層に位置する第１の銅層６
３、この第１の銅層６３の下にあり、ニッケル又はニッ
ケル合金からなる中間層６５、この中間層６５の下にあ
る第２の銅層６７とから構成されている。ここで、第１
の銅層６３は、バンプを形成するためのものであるた
め、その厚さは、１０〜１５０μｍであることが好まし
い。これは１０μｍ未満ではバンプとしての高さが不十
分となり、一方、１５０μｍを越えるとバンプの形成精
度が低下するためである。ニッケル又はニッケル合金か
らなる中間層６５は、バンプ形成時にエッチングストッ
プ層となるものである。従って、その厚さは、エッチン
グ液の浸透や漏出がなければ極薄くてよく、例えば０．
０４〜１．５μｍの厚さで十分である。しかし、０．４
μｍ未満ではピンホールなどの欠陥が発生する虞れがあ
り、銅のエッチングの時に、エッチングストップ層とし
て十分機能しなくなる可能性があるので好ましくない。
一方、上限については、１．５μｍを越えても、エッチ
ングストップ層としての機能には問題がないものの、あ
まり厚くすると、この中間層６５自体のエッチング除去
に時間がかかり、またエッチング液の消費量も多くなる
ので、コスト的に不利となる。このため、上限の厚さは
１．５μｍ程度が好ましい。第２の銅層６７は、後に配
線パターンを形成するためのものである。このため、そ
の厚さは、１〜１８μｍであることが好ましい。これは
１μｍ未満ではピンホールなどの欠陥が現れ、一方、１
５μｍを超えると配線パターンの形成精度が低下するた
めである。従って、例えば、最上層に厚さ４５μｍの銅
層６３、その下に厚さ０．１μｍのニッケル−リン合金
からなる中間層６５、その下に厚さ６μｍの銅層６７の
３層からなる第１の金属層（３層金属層）６９を備えた
基材厚０．２ｍｍの銅張り積層板を用意する。

【００２８】（ロ）続いて、この支持基板６０の第１の
銅層６３上にレジスト膜を塗布し、このレジスト膜をフ
ォトリソグラフィー技術によりパターニングして、バン
プを形成するためのエッチングマスクとし、その後、こ
のエッチングマスクを用いて、第１の銅層６３をエッチ
ングし、複数の第１バンプ７１を形成する。このとき第
１の銅層６３のエッチングは、中間層６５が露出した時
点で自動的に停止する。その後、エッチングマスクとな
っているレジスト膜を剥離除去し、所定のニッケルエッ
チング液で、ニッケル又はニッケル合金からなる中間層
６５のみを選択的にエッチング除去する。ニッケル又は
ニッケル合金からなる中間層６５のエッチングにおいて
も、第２の銅層６７が露出した時点で自動的に停止す
る。これにより、図４（ｂ）に示すように、第２の銅層
６７がそのまま残り、かつ、その表面が露出した状態で
複数の第１バンプ７１が形成される。ここで形成する複
数の第１バンプ７１の形状としては、例えば錐形、柱
型、台形などの任意の立面形状、円形、多角形、十字形
などの任意の平面形状で良い。寸法も任意で良いが、バ
ンプのエッチング加工精度の点から、高さ１０μｍ以上
１００μｍ以下であることが好ましく、特に３０μｍ以
上６０μｍ以下であるとより好ましい。ここで用いられ
るレジスト膜としては、第１の実施の形態と同様に様々
なレジスト膜を使用することができる。また、第１の銅
層６３のエッチングは、前述した第１の実施の形態同様
に、塩化銅（II）水溶液をエッチング液として用いてエ
ッチングするが、このとき、エッチング量、即ちエッチ
ング時間の厳密は制御は不要である。なぜなら、上記の
通り、第１の銅層６３の下には、エッチングストップ層
となるニッケル又はニッケル合金からなる中間層６５が
あるため、多少長い時間エッチング液に浸漬しておいて
も、中間層の下にある第２の銅層６７はエッチングされ
ることはないからである。

【００２９】（ハ）続いて、複数の第１バンプ７１を覆
うように、露出している第２の銅層６７の全面にレジス
ト膜を塗布し、このレジスト膜をフォトリソグラフィー
技術よりパターニングして、配線パターン用のエッチン
グマスクを形成する。そして、このエッチングマスクを
用いて第２の銅層６７をエッチングすることで、図４
（ｃ）に示すように、第１配線パターン７５を形成す
る。その後、エッチングマスクは剥離除去する。ここで
用いられるレジスト膜としては、第１の実施の形態と同
様に様々なレジスト膜を使用することができる。また、
第２の銅層６７のエッチングも、塩化銅（II）水溶液を
エッチング液として行うと良い。これにより、絶縁基板
６１上には、第１バンプ７１が形成されている主表面と
同一主表面側に第１配線パターン７５が形成される。本
発明の第２の実施の形態では、基板６０の両面にエッチ
ングレジストフィルムをラミネートし、続いてフォトリ
ソグラフィー技術により配線パターンとなる形状に、こ
のレジスト膜をパターニングしてエッチングマスクを形
成する。そして、このエッチングマスクを用いて、第２
の銅層６７をエッチングして第１配線パターン７５を形
成する。第１配線パターン７５形成後、エッチングマス
クは剥離除去する。

【００３０】（ニ）続いて、図５（ｄ）に示すように、
複数の第１バンプ７１と第１配線パターン７５の上に、
第１絶縁性樹脂層８１を形成し、その上にさらに、３層
構造の第２の金属層（３層金属層）９９を形成して、複
数の第１バンプ７１と少なくとも第２の銅層９７が接続
するように圧着する。３層構造の第２の金属層９９は、
第１の銅層９３、ニッケル又はニッケル合金からなる中
間層９５、及び第２の銅層９７とからなる。ここで、絶
縁性樹脂層としては、第１の実施の形態と同様に、様々
な樹脂材料や接着剤材など使用することができる。ま
た、第１の銅層９３は、先程の第１バンプ７１形成と同
様にバンプを形成するためのものであるため、その厚さ
は、１０〜１５０μｍであることが好ましい。また、ニ
ッケル又はニッケル合金からなる中間層９５は、エッチ
ングストップ層となるもので、その厚さは、例えば０．
０４〜１．５μｍの厚さで十分である。さらに第２の銅
層９７は、後に配線パターンを形成するためのもので、
その厚さは、１〜１８μｍであることが好ましい。本発
明の第２の実施の形態では、最上層に来る第１の銅層９
３として厚さ４５μｍの銅層９３、その下に厚さ０．１
μｍのニッケル−リン合金からなる中間層９５、その下
に厚さ６μｍの銅層９７の３層からなる第２の金属層９
９と、厚さ３５μｍの接着剤とを、予め積層した上で、
接着剤層８１が複数の第１バンプ７１と接するように配
して積層構成体とし、接合圧力３．３ＭＰａ、処理温度
１７７℃、雰囲気圧力１００Ｐａの条件で圧着して、成
形一体化させる。これにより、複数の第１バンプ７１が
接着剤層（絶縁性樹脂層）８１を貫挿して対向する第２
の金属層９７に接続される。

【００３１】（ホ）続いて、第１の銅層９３上に、エッ
チングレジストフィルム等のレジスト膜を塗布し、この
レジスト膜をフォトリソグラフィー技術によりパターニ
ングして、バンプを形成するためのエッチングマスクと
する。その後、このエッチングマスクを用いて、第１の
銅層９３をエッチングすることにより、複数の第２バン
プ１０１を形成する。このとき第１の銅層９３のエッチ
ングは、中間層９５が露出した時点で自動的に停止す
る。その後、エッチングマスクとなっているレジスト膜
を剥離除去し、ニッケルエッチング液で、ニッケル又は
ニッケル合金からなる中間層９５のみを選択的にエッチ
ング除去する。これにより、図５（ｅ）に示すように、
第２の銅層９７がそのまま残り、かつ、その表面が露出
した状態で複数の第２バンプ１０１が形成される。この
とき第１の銅層９３や中間層９５のエッチング、用いた
レジスト膜などは先程の第１バンプ７１の形成工程と同
じで良い。

【００３２】（ヘ）続いて、複数の第２バンプ１０１を
覆うように、露出している第２の銅層９７の上全面に、
エッチングレジストフィルム等のレジスト膜を塗布し、
このレジスト膜をフォトリソグラフィー技術よりパター
ニングして、配線パターン用のエッチングマスクを形成
する。そして、このエッチングマスクを用いて第２の銅
層９７をエッチングすることで、図５（ｆ）に示すよう
に、第２配線パターン１０５を形成する。その後、エッ
チングマスクは剥離除去する。ここで用いられるレジス
ト膜としては、エッチングレジストフィルムに以外の様
々なレジスト膜を使用することができる。また、第２の
銅層９７のエッチングも、塩化銅（II）水溶液をエッチ
ング液としてエッチングすると良い。これにより、複数
の第２バンプ１０１が形成されている主表面と同一主表
面側に、第２配線パターン１０５が得られる。

【００３３】（ト）続いて、図６（ｇ）に示すように、
複数の第２バンプ１０１及び第２配線パターン１０５上
に第２絶縁性樹脂層８５と第３の金属層１１１を形成
後、これらを圧着し、複数の第２バンプ１０１と第３の
金属層１１１を接続する。ここで、第３の金属層１１１
は、多層プリント基板の最表面配線パターン層を形成す
るためのものである。従って、第３の金属層１１１は、
バンプを形成する必要がないため、配線パターンの形成
に十分なだけの厚さがあれば良い。第３の金属層１１１
の厚さとしては、例えば１〜１８μｍの厚さであること
が好ましい。１μｍ未満では配線パターンを形成したと
きにピンホールなどの欠陥が現れ好ましくなく、一方、
１５μｍを超えると配線パターンの形成精度が低下する
ためである。本発明の第２の実施の形態では、予め第３
の金属層１１１となる厚さ１２μｍの銅層の付いた第２
絶縁性樹脂層８５となる厚さ３５μｍの接着剤を用い
て、接着剤層８５と第２バンプ１０１が接するように配
して積層構成体とし、接合圧力３．３ＭＰａ、処理温度
１７７℃、雰囲気圧力１００Ｐａの条件で圧着して成形
一体化させる。これより、複数の第２バンプ１０１と第
２の金属層８５である銅層が接続される。

【００３４】（チ）続いて、図６（ｈ）に示すように、
第３の金属層１１１上にエッチングレジストフィルム等
のレジスト膜を塗布し、このレジスト膜をフォトリソグ
ラフィー技術によりパターニングして配線パターンのエ
ッチングマスクを形成し、このエッチングマスクを介し
て第３の金属層１１１をエッチングすることにより第３
配線パターン１１５を形成する。その後、レジスト膜を
剥離除去する。

【００３５】以上の各工程により、図６（ｈ）に示すよ
うな３層構造の多層プリント基板が完成する。得られた
多層プリント基板に付いて、その平坦度の測定を非接触
形状測定器を用いて測定した結果、本発明の第２の実施
の形態により製造された多層プリント基板表面の平坦度
は、面積１０．４８ｃｍ×１０．４８ｃｍにおいて、最
大０．８μｍ凹凸であった。また、比較のために、同一
面積で、バンプの形成を印刷法により行なった多層プリ
ント基板を製作して、その平坦度を測定した。なお、層
構造は、本発明の第２の実施の形態と同様に、３層構造
で、かつバンプ数も同じである。測定の結果、バンプを
印刷法により形成した多層プリント基板表面の平坦度
は、最大６．６μｍの凹凸であった。

【００３６】以上のような平坦度の測定結果から分かる
ように、本発明の第２の実施の形態を適用して製造され
た多層プリント基板では、従来法により製造された多層
プリント基板より平坦度の高いことが分かる。また、本
発明の第２の実施の形態による平坦度０．８μｍ凹凸
は、例えばフリップチップ実装などに用いられている近
年の半導体チップのバンプの高さより十分低いため、フ
リップチップ実装による半導体集積回路の信頼性を向上
させることが可能となる。

【００３７】（その他の実施の形態）以上本発明を適用
した実施の形態を説明したが、上記した実施の形態の開
示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するもの
であると理解すべきではない。以下に説明するその他の
実施の形態の開示から当業者には様々な代替実施の形
態、実施例及び運用形態が明らかとなろう。

【００３８】まず、上述した各実施の形態では、いずれ
も配線パターンが形成された層数としては、３層構造の
ものを示したが、この層数はいくつでも良いことは当然
である。

【００３９】第１の実施の形態では、一つの金属層（第
１の金属層）を選択的に２回エッチングすることで、同
一主表面側にバンプと配線パターンを形成した例を説明
した。また、第２の実施の形態では、エッチングストッ
プ層となる中間層を用いた３層構造の金属層を用いて、
同一主表面側にバンプと配線パターンを形成した例を説
明した。しかし、これらの方法は、互いに独立に行なわ
れる場合に限られるものではない。即ち、第１層目は一
つの金属層（第１の金属層）を選択的に２回に渡りエッ
チングすることで、同一主表面側にバンプと配線パター
ンを形成し、第２層目はエッチングストップ層となる中
間層を用いた３層構造の金属層を用いて、同一主表面側
にバンプと配線パターンを形成しても良い。

【００４０】さらに、各実施の形態では、バンプの形成
と、配線パターンの形成を、同一主表面上で、同じ金属
層（第１の金属層や３層金属層）を用いて行なっている
が、これらは別の金属層により行なっても良い。例え
ば、絶縁性基板として、予め配線パターンが形成された
回路基板を用い、その上に、バンプ形成のための金属層
を形成して、バンプを形成するようにしても良い。この
とき、バンプ形成のための金属層に銅を用いるとすれ
ば、予め形成された配線パターンは、銅のエッチングに
対して選択的にエッチングされない金属である、例えば
ニッケルやニッケル合金などが好ましい。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、表面の平坦度に優れた多層プリント基板を製造する
ことが可能となる。特に、層間接続をバンプにより行な
った多層プリント基板であっても、一層ごとの平坦度が
極めて良好であるので、層数を多くしても、全体として
平坦度の優れた多層プリント基板を製造することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施の形態に係る多層
プリント基板の製造方法を説明するための工程断面図
（その１）である。

【図２】本発明を適用した第１の実施の形態に係る多層
プリント基板の製造方法を説明するための工程断面図
（その２）である。

【図３】本発明を適用した第１の実施の形態に係る多層
プリント基板の製造方法を説明するための工程断面図
（その３）である。

【図４】本発明を適用した第２の実施の形態に係る多層
プリント基板の製造方法を説明するための工程断面図
（その１）である。

【図５】本発明を適用した第２の実施の形態に係る多層
プリント基板の製造方法を説明するための工程断面図
（その２）である。

【図６】本発明を適用した第２の実施の形態に係る多層
プリント基板の製造方法を説明するための工程断面図
（その３）である。

【符号の説明】

１１、６１ 絶縁性基板 １３、６９ 第１の金属層 １５、６０ 支持基板 ２１、７１ 第１バンプ ４１、１０１ 第２バンプ ２３ 第１残金属層 ４３ 第２残金属層 ２５、７５ 第１配線パターン ４５、１０５ 第２配線パターン ５５、１１５ 第３配線パターン ３１、８１ 第１絶縁性樹脂層 ３５、８５ 第２絶縁性樹脂層 ３３、９９ 第２の金属層 ５１、１１１ 第３の金属層 ６３、９３ 第１の銅層 ６５、９５ 中間層 ６７、９７ 第２の銅層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 哲也 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 5E317 AA21 AA24 BB12 BB15 CC13 CC25 CD25 CD27 GG03 GG17 5E346 AA43 CC16 CC32 CC37 CC41 FF24 GG08 GG22 HH07 HH31

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板の一方の主表面に第１の金属
   層を備えた支持基板を用意し、該第１の金属層を選択的
   にエッチングして、複数の第１バンプを形成する工程
   と、 前記第１の金属層上に第１絶縁性樹脂層を形成する工程
   と、 前記第１絶縁性樹脂層上に第２の金属層を圧着し、前記
   複数の第１バンプの先端を、前記第１絶縁性樹脂層を貫
   挿させて対向する該第２の金属層に接続する工程とを有
   することを特徴とする多層プリント基板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１の金属層を選択的にエッチング
   して残った金属層をエッチングして、第１配線パターン
   を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項
   １記載の多層プリント基板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第２の金属層を選択的にエッチング
   して、複数の第２バンプを形成する工程をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１記載の多層プリント基板の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記第２の金属層を選択的にエッチング
   して残った金属層をエッチングして、第２配線パターン
   を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれか１項記載の多層プリント基板の製造
   方法。
5. 【請求項５】 前記第１絶縁性樹脂層と前記第２の金属
   層とは、予め一体化されていることを特徴とする請求項
   １乃至４のいずれか１項に記載の多層プリント基板の製
   造方法。
6. 【請求項６】 前記支持基板は、予め配線パターンが形
   成されている回路基板であることを特徴とする請求項１
   乃至５のいずれか１項に記載の多層プリント基板の製造
   方法。
7. 【請求項７】 前記第２の金属層上に第２絶縁性樹脂層
   を形成する工程と、 前記第２絶縁性樹脂層上に第３の金属層を圧着し、前記
   複数の第２バンプの先端を、前記第２絶縁性樹脂層を貫
   挿させて対向する該第３の金属層に接続する工程とをさ
   らに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
   １項に記載の多層プリント基板の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第３の金属層をエッチングして、第
   ３配線パターンを形成する工程をさらに有することを特
   徴とする請求項７記載の多層プリント基板の製造方法。
9. 【請求項９】 前記第１の金属層は、最上層に位置する
   第１の銅層、該第１の銅層の下にあり、ニッケル又はニ
   ッケル合金からなる中間層、該中間層の下にある第２の
   銅層とからなる３層構造を有し、前記複数の第１バンプ
   を形成する工程が、該第１の銅層を該ニッケル又はニッ
   ケル合金からなる中間層の表面が露出するまでエッチン
   グすることにより行われることを特徴とする請求項１記
   載の多層プリント基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記複数の第１バンプを形成する工程
    の後、さらに、前記表面を露出させたニッケル又はニッ
    ケル合金からなる中間層を除去する工程をさらに有する
    ことを特徴とする請求項９記載の多層プリント基板の製
    造方法。
11. 【請求項１１】 前記中間層を除去する工程の後、さら
    に、前記第２の銅層をエッチングすることにより、第１
    配線パターンを形成する工程をさらに有することを特徴
    とする請求項１０記載の多層プリント基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記第２の金属層は、最上層に位置す
    る第１の銅層、該第１の銅層の下にあり、ニッケル又は
    ニッケル合金からなる中間層、該中間層の下にある第２
    の銅層とからなる３層構造を有することを特徴とする請
    求項９乃至１１のいずれか１項記載に記載の多層プリン
    ト基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記第２の金属層を構成する前記第１
    の銅層を、前記ニッケル又はニッケル合金からなる中間
    層の表面が露出するまでエッチングすることにより、複
    数の第２バンプを形成する工程をさらに有することを特
    徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項記載の多層プ
    リント基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記複数の第２バンプを形成する工程
    の後、前記第２の金属層を構成するニッケル又はニッケ
    ル合金からなる中間層を除去する工程をさらに有するこ
    とを特徴とする請求項１３記載の多層プリント基板の製
    造方法。
15. 【請求項１５】 前記中間層を除去する工程の後、前記
    第２の金属層を構成する第２の銅層をエッチングするこ
    とにより、第２配線パターンを形成する工程をさらに有
    することを特徴とする請求項１４記載の多層プリント基
    板の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記第２の金属層上に第２絶縁性樹脂
    層を形成する工程と、 前記第２絶縁性樹脂層上に第３の金属層を圧着し、前記
    複数の第２バンプの先端を、前記第２絶縁性樹脂層を貫
    挿させて対向する該第３の金属層に接続する工程とをさ
    らに有することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれ
    か１項に記載の多層プリント基板の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記第３の金属層をエッチングして、
    第３配線パターンを形成する工程をさらに有することを
    特徴とする請求項１６記載の多層プリント基板の製造方
    法。
18. 【請求項１８】 前記第１絶縁性樹脂層は、接着剤であ
    ることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に
    記載の多層プリント基板の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記第２絶縁性樹脂層は、接着剤であ
    ることを特徴とする請求項７又は１６に記載の多層プリ
    ント基板の製造方法。