JP4621432B2 - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、プリント配線板およびその製造方法に関し、特に、金属製のバンプによって層間導通を得る構造のプリント配線板およびその製造方法に関するものである。

従来、金属層上にエッチング等によって金属製のバンプ（突起）を形成し、この金属層のバンプ形成面に、層間絶縁層となる接着シートをバンプ頂部が露出するように接着し、層間絶縁層上にもう１枚の金属層を貼り合わせ、これら金属層をエッチング処理して両面に導体回路が形成され、前記バンプが層間導通部をなす構造のプリント配線板がある（例えば、特許文献１、２参照）。

このようなプリント配線板は、ＩＣチップ等をフリップチップ実装方式で両面実装が可能なものである。そして、導体回路と層間絶縁層（絶縁性ベース層）との密着性が高く、それにより、高密度実装に伴い微細化する導体回路がＩＣチップ等を搭載実装されても絶縁性ベース層から剥離しないことが要求される。

絶縁性ベース層と導体回路との密着性を高める方法としては、（１）接着剤を用いて導体回路と絶縁性ベース層とを接着する方法、（２）導体の絶縁性ベース層に対する接合表面を粗面化して、物理的なアンカ効果を利用する方法、および（３）導体の絶縁性ベース層に対する接合表面に有機皮膜を形成して、導体回路と絶縁性ベース層との化学的な結合力を得る方法、等がある。
特開２００１−１１１１８９号公報 特開２００２−３５９４７１号公報

しかしながら、従来の方法はいずれも問題がある。

すなわち、（１）接着剤を用いて接着する方法は、比較的低温範囲での使用に限られ、高温での処理工程がある場合には使用することができない。

また、（２）導体表面を粗面化して物理的なアンカ効果を利用する方法は、粗化量を大きくすることで密着力は向上するが、ファイン回路（微細回路）形成には不利で、粗面化には限界があるうえ、プリント配線板の製造工程を増やすことになる。

さらに、（３）導体表面に有機皮膜を形成して化学的な結合力を得る方法は、絶縁性ベース層の材料によって結合効果が期待できないものがあるうえ、プリント配線板の製造工程を増やすことになる。

この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、絶縁層（絶縁性ベース層）と導体回路との密着を補うことで、絶縁性ベース層と導体回路との密着性を高めることのできるプリント配線板およびその製造方法を提供することにある。

この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、片面に複数個の導電性のバンプが形成された第１の金属層と、第２の金属層とが、各バンプを除く領域に配置された絶縁層を挟んで重ね合わされ、前記各バンプの頂部と前記第２の金属層とが結合されたプリント配線板において、１個以上の補強用バンプを備えているプリント配線板である。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記補強用バンプは、前記第１、第２いずれか一方の金属層に形成される回路から電気的に独立したランドになっているプリント配線板である。

請求項３に係る発明は、第１の金属層の片面に複数個の導電性のバンプを形成する工程と、前記第１の金属層のバンプ形成面に各バンプを除いて絶縁層を形成する工程と、第２の金属層を前記絶縁層を挟んで前記第１の金属層に重ね合わせ、前記各バンプの頂部と当該第２の金属層とを結合させる工程と、前記第１、第２の金属層に回路を形成する際、少なくとも１個の補強用バンプを形成する工程と、を有するプリント配線板の製造方法である。

請求項４に係る発明は、第１の金属層の片面に複数個の導電性のバンプを形成する工程と、前記第１の金属層のバンプ形成面の前記各バンプを除く領域に、前記各バンプの高さに相当する厚さの絶縁層を形成する工程と、第２の金属層を前記絶縁層を挟んで前記第１の金属層に重ね合わせ、前記各バンプの頂部と当該第２の金属層とを結合させる工程と、前記第１、第２の金属層に回路を形成する際、少なくとも１個の前記バンプを、前記第１、第２いずれか一方の金属層に形成される回路から電気的に独立したランドとして形成する工程と、を有するプリント配線板の製造方法である。

この発明は以上のように、片面に複数個の導電性のバンプが形成された第１の金属層と、第２の金属層とが、各バンプを除く領域に配置された絶縁層を挟んで重ね合わされ、前記各バンプの頂部と前記第２の金属層とが結合されたプリント配線板において、１個以上の補強用バンプを備えた構成としたので、このような補強用バンプを、層間導通用のバンプとしてではなく、絶縁性ベース層と導体回路との密着を補うためのバンプとして利用することにより、絶縁性ベース層と導体回路との密着を補うことができ、その結果、絶縁性ベース層と導体回路との密着性を高めることができる効果がある。

しかも、このような絶縁性ベース層と導体回路との密着を補うためのバンプは、層間導通用のバンプの形成工程で同時に形成することができるから、プリント配線板の製造工程を増やすことがないうえ、高温での処理工程がある場合にも、ファイン回路（微細回路）を形成する場合にも、絶縁層が化学的結合力に乏しい材料である場合にも、いずれも問題なく利用可能である。

この発明によるプリント配線板およびその製造方法の一実施形態を、図１を参照して説明する。

まず、図１（ａ）に示すように、銅箔製の板状の第１の金属層（導体層）１１と、ニッケル等によるエッチングバリア層１２と、銅製のバンプ形成層１３との３層材１０を出発材として準備する。

図１（ｂ）に示すように、３層材１０のバンプ形成層１３をエッチングし、層間導通を行うべき各位置に層間導通用のバンプ１４を形成すると共に、導体の密着補強位置に密着補強用のバンプ１５を形成する。バンプ１４とバンプ１５は、同一のエッチング工程によって形成することができる。なお、バンプ１４とバンプ１５は、第１の導体層１１上に、銅めっきによって形成することもできる。

つぎに、図１（ｃ）に示すように、第１の導体層１１のバンプ形成面（詳細にはエッチングバリア層１２の表面）における各バンプ１４、１５を除く領域に、絶縁層（絶縁性ベース層）１６を形成する。

絶縁性ベース層１６は、熱可塑性ポリイミドシートの貼り付け、熱可塑性ポリイミド前駆体の塗布等によって形成することができる。絶縁性ベース層１６は、バンプ１４、１５の高さと同等の厚さを有し、図示されているように、バンプ１４、１５の頂面１４Ａ、１５Ａを覆うことなく、バンプ１４、１５の頂面１４Ａ、１５Ａが露出するように形成される。

つぎに、図１（ｄ）に示すように、絶縁性ベース層１６上に銅箔製の板状の第２の金属層（導体層）１７を配置し、加熱加圧によるプレスキュアによって第２の導体層１７を絶縁性ベース層１６に貼り合わせる。すなわち、第２の導体層１７とバンプ１４、１５の頂面１４Ａ、１５Ａとを結合させる。この結合方法は、プレス以外にめっきなどでも可能である。

これにより、バンプ配置部以外の部分に設けられた絶縁性ベース層１６とバンプ１４、１５を挟んで第２の導体層１７が形成される。

つぎに、図１（ｅ）に示すように、第１の導体層１１およびエッチングバリア層１２をエッチングし、バンプ１４、１５と接続された導体回路１８と、導体回路１８より電気的に独立しバンプ１５と接続された独立導体部１９を形成する。また、第２の導体層１７をエッチングし、バンプ１４、１５と接続された導体回路２０と、導体回路２０より電気的に独立しバンプ１５と接続された独立導体部２１を形成する。これにより、１枚のプリント配線板（両面配線板）３０が完成する。

このプリント配線板３０では、バンプ１４によって上面側の導体回路１８と下面側の導体回路２０とが導通接続され、バンプ１４が層間導通導体をなす。バンプ１４は、両端で導体回路１８、２０と結合しているため、優れた導通性を示す。

一方、バンプ１５が、絶縁性ベース層１６の上面側に存在する独立導体部１９と、絶縁性ベース層１６の下面側に存在する導体回路２０とに各々結合するか、または、絶縁性ベース層１６の下面側に存在する独立導体部２１と、絶縁性ベース層１６の上面側に存在する導体回路１８とに各々結合する。バンプ１５は、導体回路１８、２０を短絡障害させない範囲で、自由なところに設置可能である。

これにより、バンプ１５が、導体と絶縁性ベース層との密着補強用のバンプをなし、上面側の導体回路１８は、下面側の独立導体部２１と密着補強用のバンプ１５とによって裏打ちされたような形態で、また、下面側の導体回路２０は、上面側の独立導体部１９と密着補強用のバンプ１５とによって裏打ちされたような形態で、各々、絶縁性ベース層１６に対する接合度を増す。

これにより、絶縁性ベース層１６に対する導体回路１８、２０の密着性が高められる。しかも、製造工程を増やすことなく、また、高温雰囲気や回路微細化に制限されることなく、また、化学的結合性が乏しい絶縁性ベース層１６によるプリント配線板３０にも適用可能で、有効である。

図２は、プリント配線板３０の導体回路１８上に、はんだボール４１によってＩＣチップ４２がフリップチップ実装されたプリント回路板４０を示す。図３は、図２のプリント回路板の要部を示す概略的平面図である。

この発明によるプリント配線板およびその製造方法の一実施形態を示す断面図である。 図１のプリント配線板にＩＣチップをフリップチップ実装したプリント回路板を示す断面図である。 図２のプリント回路板の要部を示す概略的平面図である。

符号の説明

１０ ３層材
１１ 第１の金属層（導体層）
１２ エッチングバリア層
１３ バンプ形成層
１４、１５ バンプ
１６ 絶縁層（絶縁性ベース層）
１７ 第２の金属層（導体層）
１８ 導体回路
１９ 独立導体部
２０ 導体回路
２１ 独立導体部
３０ プリント配線板
４０ プリント回路板
４１ はんだボール
４２ ＩＣチップ

Claims (6)

1. 片面に複数個の導電性のバンプが形成された第１の金属層と、第２の金属層とが、各バンプを除く領域に配置された絶縁層を挟んで重ね合わされ、前記各バンプの頂部と前記第２の金属層とが結合されたプリント配線板において、
   前記第１の金属層が、１個以上の補強用バンプを備えており、該補強用バンプが、前記絶縁層と前記第１または第２の金属層との間の密着性を高めていることを特徴とするプリント配線板。
2. 前記補強用バンプは、前記第１、第２いずれか一方の金属層に形成される回路から電気的に独立したランドになっていることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
3. 第１の金属層の片面に複数個の導電性のバンプを形成する工程と、
   前記第１の金属層のバンプ形成面に各バンプの頂面が露出するように各バンプを除いて絶縁層を形成する工程と、
   第２の金属層を前記絶縁層を挟んで前記第１の金属層に重ね合わせ、前記各バンプの頂部と当該第２の金属層とを結合させる工程と、
   前記第１、第２の金属層に回路を形成する際、前記第１または第２の金属層と前記絶縁層との間の密着性を高めることができる少なくとも１個の補強用バンプを形成する工程と、
   を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
4. 第１の金属層の片面に複数個の導電性のバンプを形成する工程と、
   前記第１の金属層のバンプ形成面の前記各バンプの頂面が露出するように各バンプを除く領域に、前記各バンプの高さに相当する厚さの絶縁層を形成する工程と、
   第２の金属層を前記絶縁層を挟んで前記第１の金属層に重ね合わせ、前記各バンプの頂部と当該第２の金属層とを結合させる工程と、
   前記第１、第２の金属層に回路を形成する際、少なくとも１個の前記バンプを、前記第１または第２の金属層と前記絶縁層との間の密着性を高めることができるランドとして形成する工程であって、前記補強用バンプは、前記第１、第２いずれか一方の金属層に形成される回路から電気的に独立するように形成する工程と、
   を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
5. 前記第１、第２の少なくともいずれか一方の金属層が、導体回路および該導体回路とは電気的に独立した独立導体部を形成しており、
   該独立導体部と前記補強用バンプとが、該独立導体部とは前記絶縁層を挟んで反対側の金属層を裏打ちしている請求項１または請求項２に記載のプリント配線板。
6. 請求項１、２または５に記載のプリント配線板において、前記第１および／または第２の金属層に導体回路が形成され、該導体回路上にフリップチップ実装方式で実装が可能なフリップチップ実装用プリント配線板。

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