JP5506587B2

JP5506587B2 - 配線基板およびその製造方法

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Publication number: JP5506587B2
Application number: JP2010173210A
Authority: JP
Inventors: 敬三櫻井
Original assignee: 京セラＳｌｃテクノロジー株式会社
Priority date: 2010-07-31
Filing date: 2010-07-31
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-07-31
Also published as: JP2012033785A

Description

本発明は、半導体素子を搭載する高密度配線基板およびその製造方法に関するものである。

近年、携帯電話や携帯ゲーム機などの小型高機能な電子機器には、半導体パッケージとよばれる電子部品が回路基板上に実装された状態で組み込まれている。半導体パッケージとは小型で高密度配線の配線基板上に半導体素子を搭載してその機能を最大に引き出すとともに、長期間安定稼動するように半導体素子を保護する機能を併せもつ電子部品である。

この半導体パッケージに用いられる配線基板は、絶縁基板と絶縁基板上に形成された配線導体と、さらにこれらを被覆するように形成されたソルダーレジスト層とを備えている。ソルダーレジスト層は配線導体の一部を露出させる開口部を有しており、この開口部から露出する配線導体の一部は、半田バンプを介して半導体素子の電極を配線基板に接続するための半田接続部となる。この半田接続部は半田バンプの大きさに対応する円形状で、絶縁基板の上面中央部に所定のピッチで格子状に配列されている。そして各半田接続部から延在する配線導体は、隣接する半田接続部の間から、あるいはビアホールを用いて電気的に接続した下層の配線導体から絶縁基板の外周部に向けて引き出され、半導体素子と回路基板との電気的経路が形成されている。

ところで、このような配線基板においては電子機器の高機能化に伴って、半導体素子への電力や信号の供給経路である配線導体の数量増加がみられる。また、電子機器の小型化対応のため配線基板の面積や厚みの増大には制限があることから、これまで以上に配線導体を高密度に形成する方法が求められている。

しかしながら、従来の配線基板においては、例えば直径が１００μｍの半田接続部が１５０μｍピッチで格子状に高密度に配列されており、隣接する半田接続部の間隔が５０μｍと狭い状態である。このように、隣接する半田接続部の間隔が５０μｍと狭い場合、その間から配線導体を引き出そうとすると、引き出される配線導体の幅を例えば１５μｍの細いものとしたとしても隣接する半田接続部との間の電気的な絶縁性を確保するためには、せいぜい１本の配線導体しか引き出せない。このため、各半田接続部から延在する配線導体は、ビアホールを用いて下層の配線導体に接続され、そこから絶縁基板の外周部に向けて引き出される場合が多い。しかし、この方法によると層数が増えるため、配線基板の薄型化の対応が難しい。

なお、特許文献１に記載されているように、半田接続部を同一層に形成するのではなく、二層に分けて形成する場合がある。この場合、半田接続部を二層に分散させることで、一層当りの半田接続部の数を低減でき、配線導体形成のためのスペースの確保が容易になり、配線導体の数量増加に対応が可能となる。しかしながら、半田接続部の形成のための層を余分に一層多く形成する必要があることから、配線基板の薄型化の対応はこれまでと変わらず困難であるという問題を有している。

特開２００９−２７７９１６号公報

本発明は、複数の配線導体が、互いに隣接する半田接続部間に並設されて高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明における配線基板は、半田接続部を有する多数の配線導体が並設された絶縁基板の上面に、前記半田接続部を個別に露出させる複数の開口部を有するソルダーレジスト層が形成されているとともに前記開口部内に前記半田接続部と接続された半田バンプを備えてなる配線基板であって、前記配線導体は、互いに隣接する前記開口部内にそれぞれ前記半田バンプの径よりも狭い幅で露出する半田接続部を有する一組の第１配線導体と、該第１配線導体の間を前記ソルダーレジスト層で覆われて延在する複数の第２配線導体とを含み、前記開口部は、前記半田接続部の幅よりも大きく前記第２配線導体の上部まで達する径で前記ソルダーレジスト層の上面から前記配線導体よりも高い位置まで開口する上側開口部と、該上側開口部の下側において前記第２配線導体を露出させずに前記半田接続部を露出させるように開口する下側開口部とを有していることを特徴とするものである。

本発明における配線基板の製造方法の一つは、絶縁基板の上面に、互いに隣接する半田バンプがそれぞれ接続される半田接続部を前記半田バンプの径よりも狭い幅で有する一組の第１配線導体と、該第１配線導体の間を延在する複数の第２配線導体とを含む多数の配線導体を並設する工程と、前記絶縁基板の上面に前記配線導体を覆うように下側ソルダーレジスト層を形成する工程と、前記下側ソルダーレジスト層上に、前記半田接続部に対応する位置に該半田接続部の幅より大きく前記第２配線導体の上部まで達する径で開口する上側開口部を有する上側ソルダーレジスト層を形成する工程と、前記上側開口部から露出する前記下側ソルダーレジスト層に前記第２配線導体を露出させずに前記半田接続部を露出させるように開口する下側開口部を形成する工程と、前記上側開口部と下側開口部とから成る開口部内に前記半田接続部に接続された半田バンプを形成する工程とを行なう配線基板の製造方法であって、前記下側開口部を前記第２配線導体に達する位置まで開口するとともに、下側開口部内に露出する前記第２配線導体を覆うように樹脂層を被着させる工程を含むことを特徴とするものである。

また、本発明における配線基板の製造方法の別の一つは、絶縁基板の上面に、互いに隣接する半田バンプがそれぞれ接続される半田接続部を前記半田バンプの径よりも狭い幅で有する一組の第１配線導体と、該第１配線導体の間を延在する複数の第２配線導体とを含む多数の配線導体を並設する工程と、前記絶縁基板の上面に前記配線導体を覆うように下側ソルダーレジスト層を形成するとともに該下側ソルダーレジスト層に前記第２配線導体を露出させずに前記半田接続部を露出させるように開口する下側開口部を形成する工程と、前記下側ソルダーレジスト層上に、前記下側開口部を囲繞して前記第２配線導体の上部まで達する径の上側開口部を有する上側ソルダーレジスト層を形成する工程と、前記上側開口部と下側開口部とから成る開口部内に前記半田接続部に接続された半田バンプを形成する工程とを行なうことを特徴とするものである。

本発明の配線基板によれば、半田接続部の幅をこれに接続される半田バンプの径よりも狭いものとしたことから、隣接する半田接続部同士の間隔をその分だけ広いものとすることができ、そのため半田接続部間に複数の第２配線導体を並設することが可能となる。また、下側開口部が第２配線導体を露出させずに半田接続部を露出させるように開口するとともに、上側開口部がソルダーレジスト層の表面から配線導体よりも高い位置まで開口することから、上側開口部が例えば第２配線導体の上方まで達する程度の大きさであったとしても、第２配線導体をソルダーレジスト層で被覆して半田バンプと第２配線導体との電気的な絶縁が確保できる。これにより、複数の配線導体が、互いに隣接する半田接続部間に並設され高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板を提供することができる。

また、本発明の配線基板の製造方法の一つによれば、半田接続部の幅をこれに接続される半田バンプの径よりも狭くしたことで、隣接する半田接続部同士の間隔をその分だけ広く設けることができ、そのため半田接続部間に複数の第２配線導体を並設することが可能となる。また、配線導体を覆うよう下側ソルダーレジスト層を形成した後、半田接続部の幅よりも大きな径の上側開口部を有する上側ソルダーレジスト層を形成し、上側開口部内に露出する下側ソルダーレジスト層に第２配線導体を露出させずに半田接続部を露出させる下側開口部を形成することから、上側開口部が例えば第２配線導体の上方まで達する程度の大きさであったとしても、第２配線導体をソルダーレジスト層で被覆して半田バンプと第２配線導体との電気的な絶縁が確保できる。これにより、複数の配線導体が、互いに隣接する半田接続部間に並設された高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板を提供することができる。

さらに、本発明の配線基板の製造方法の別の一つによっても、半田接続部の幅をこれに接続される半田バンプの径よりも狭くしたことで、隣接する半田接続部同士の間隔をその分だけ広く設けることができ、そのため半田接続部間に複数の第２配線導体を並設することが可能となる。また、配線導体を覆うよう下側ソルダーレジスト層を形成した後、この下側ソルダーレジスト層に第２配線導体を露出させずに半田接続部を露出させる下側開口部を形成し、次いで、下側ソルダーレジスト層の上に、下側開口部を囲繞する径の上側開口部を有する上側ソルダーレジスト層を形成することから、上側開口部が例えば第２配線導体の上方まで達する程度の大きさであったとしても、第２配線導体をソルダーレジスト層で被覆して半田バンプと第２配線導体との電気的な絶縁が確保できる。これにより、複数の配線導体が、互いに隣接する半田接続部間に並設された高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板を提供することができる。

図１は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図である。図２は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略平面図である。図３は、図１お呼び図２に示した配線基板における要部拡大概略断面図である。図４は、本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す要部拡大概略断面図である。図５は、本発明の配線基板の実施の形態の更に他の例を示す要部拡大概略断面図である。図６（ａ）〜（ｄ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を説明するための工程毎の要部拡大概略断面図である。図７（ａ）〜（ｅ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の他の一例を説明するための工程毎の要部拡大概略断面図である。図８（ａ）〜（ｃ）は本発明の配線基板の製造方法の実施形態の他の一例を説明するための工程毎の要部拡大概略断面図である。

次に、本発明の配線基板についての実施形態の一例を図１、図２を基にして詳細に説明する。これらの図中、１は絶縁基板、２は配線導体、３は半田接続部、４はソルダーレジスト層、５は半田バンプであり、主としてこれらにより本例の配線基板１０が構成される。

図１に示すように、本例の配線基板１０は、絶縁板１ａの上下に絶縁層１ｂを２層ずつ積層した絶縁基板１と、絶縁板１ａ、１ｂの表面に配設された配線導体２と、最表層の配線導体２を部分的に露出させる開口部４ａ、４ｂを有するように絶縁基板１の上下面に被着されたソルダーレジスト層４とを備えている。

絶縁板１ａは、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料からなり、上下に貫通するスルーホール１ｃがドリル加工により複数形成されている。スルーホール１ｃの側壁にはめっき法などによりスルーホール導体２ａが形成されており、絶縁板１ａ上下面の配線導体２がスルーホール導体２ａを介して電気的に接続されている。

絶縁基板１を構成する絶縁層１ｂは、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、その上面から下面にかけて貫通するビアホール１ｄがレーザ加工により複数形成されている。ビアホール１ｄには配線導体２を構成する導体の一部が充填されており、それにより絶縁層１ｂの上下の配線導体２間の導通をとっている。

配線導体２は主にめっき法により銅などの金属で形成された配線で、例えば周知のセミアディティブ法で形成され、半導体素子や回路基板へ電力や信号を供給する経路である。

ソルダーレジスト層４はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料からなり、配線基板１０と半導体素子を接続するとき、あるいは半導体パッケージを回路基板に接続するときのリフロー処理時の熱から、絶縁基板１と配線導体２とを保護するために被覆される。

絶縁基板１の上面側に設けられたソルダーレジスト層４の開口部４ａから露出する配線導体２の一部は半導体素子の電極と接続される半田接続部３を形成しており、この半田接続部３には半田バンプ５が接続されている。他方、絶縁基板１の下面側に設けられたソルダーレジスト層４の開口部４ｂから露出する配線導体２の一部は、他の回路基板に接続するための外部接続パッド６を形成している。そして対応する半田接続部３と外部接続パッド６とが絶縁基板１の表面および内部の配線導体２を介して互いに接続されている。

図２は、図１に示した配線基板１０の中央部における最上層の配線導体２をソルダーレジスト層４を透かして見た上面図である。なお、図２では半田バンプ５は省略されている。図２に示すように、半田接続部３は、絶縁基板１の上面中央部に例えば配列ピッチが１００〜３００μｍの格子状の配列で多数が設けられている。各半田接続部３は、ソルダーレジスト層４の開口部４ａの直径よりも狭い幅で開口部４ａ内に露出している。開口部４ａの直径は７０〜１００μｍであり、半田接続部３の幅は１０〜３０μｍである。したがって隣接する半田接続部３同士の間隔は７０〜２９０μｍとなる。そしてこの半田接続部３には開口部４ａと略同じ直径の半田バンプ５が接続されている。すなわち、本例の配線基板１０においては、半田接続部３の幅が半田バンプ５の直径よりも狭い。

各半田接続部３からは、絶縁基板１の外周部に向けて帯状の配線導体２が延在している。最外周の半田接続部３よりも内側の半田接続部３から延在する配線導体２の一部は、それよりも外側の半田接続部３の間を通って外周部側に延在している。このとき、本例の配線基板１０では、半田接続部３の幅がこれに接続される半田バンプ５の直径よりも狭いことから、隣接する半田接続部３同士の間隔が７０〜２９０μｍと広いものとなっている。したがってこの隣接する半田接続部３の間を幅が１０〜３０μｍの配線導体２を半田接続部３および隣接する配線導体２に対して１０〜５０μｍの間隔を空けて２〜３本通すことができる。このように、本例の配線基板１０によれば、隣接する半田接続部３の間を２〜３本の配線導体２を通すことができるので、その分最上層の配線密度を高くすることができる。その結果、配線導体２の層を増やすことなく高密度で薄型の配線基板１０とすることができる。

図３に、本例の配線基板１０における要部拡大断面図を示す。図３に示す例においては、幅が１６μｍの半田接続部３が１５０μｍの配列ピッチで形成されており、この半田接続部３の間に幅が１６μｍの配線導体２が２本引き出されている。この場合、半田接続部３同士の間隔は１３４μｍとなるので、この間に幅が１６μｍの２本の配線導体２を半田接続部３および隣接する配線導体２との間に３４μｍの間隔を空けて形成可能である。したがって、高密度配線が可能となる。

さらに本例においては、絶縁基板１の上面側のソルダーレジスト層４が下側ソルダーレジスト層４ｃと上側ソルダーレジスト層４ｄとの２層構造となっている。下側ソルダーレジスト層４ｃは、絶縁基板１上に直接形成されており、配線導体２の厚みよりも３〜３０μｍ程度厚い。上側ソルダーレジスト層４ｄは、下側ソルダーレジスト層４ｃ上に形成されており、下側ソルダーレジスト層４ｃよりも３〜３５μｍ程度薄い。例えば、配線導体２の厚みが１５μｍの場合であれば、下側ソルダーレジスト層４ｃの厚みは１８μｍであり、上側ソルダーレジスト層４ｄの厚みは１５μｍである。

下側ソルダーレジスト層４ｃと上側ソルダーレジスト層４ｄとからなるソルダーレジスト層４には、半田接続部３を露出させる開口部４ａが形成されている。開口部４ａは、下側ソルダーレジスト層４ｃに形成された下側開口部４ａｃと上側ソルダーレジスト層４ｄに形成された上側開口部４ａｄとを有している。この例では、開口部４ａは下側開口部４ａｃと上側開口部４ａｄとで略同じ直径となっている。そして少なくとも下側開口部４ａｃは、半田接続部３の間の配線導体２を露出させずに半田接続部３を露出させる直径で開口している。具体的には、下側開口部４ａｃの直径は７４μｍであり、半田接続部３の幅よりも５８μｍ大きい直径をしている。このとき、下側開口部４ａｃから隣接する配線導体２までの距離は５μｍを確保することができる。したがって、この開口部４ａ内に半田接続部３に接続されて形成された半田バンプ５との間に十分な電気的絶縁性を保つことができる。

なお、この例では下側開口部４ａｃと上側開口部４ａｄとは略同じ直径を有しているが、下側開口部４ａｃよりも上側開口部４ａｄが１０〜３０μｍ程度大きな直径であってもよい。この場合、下側ソルダーレジスト層４ｃは配線導体２の厚みよりも厚いことから、上側開口部４ａｄは、ソルダーレジスト層４の上面から配線導体２よりも高い位置まで開口することになるので、下側開口部４ａｃが半田接続部３の間を引き出された配線導体２を露出させない大きさであれば、上側開口部４ａｄがたとえ半田接続部３の間を引き出された配線導体２の上部まで達するような大きな直径であったとしても、半田接続部３の間の配線導体２を下側ソルダーレジスト層４ｃで被覆して半田バンプ５と半田接続部３の間の配線導体２との電気的な絶縁が確保できる。これにより、複数の配線導体２が、互いに隣接する半田接続部３間に並設されて高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

半田バンプ５は錫と鉛、あるいは錫と銀と銅などの金属成分を含有する導電材料からなり、半田接続部３の上にペースト状、あるいはボール形状の導電材料をのせてリフロー処理を行い形成される。なお、半田バンプ５と半田接続部３との密着力の向上を図るため、例えば直径がおよそ２〜５μｍの銅粉末をあらかじめ導電材料に含有させておく場合がある。あるいは、開口部４ａ内に例えば銀や銅成分を含有する導電ペーストを硬化させた導体層を形成しておき、その上に導電材料もしくは上記銅粉末を含有させた導電材料を用いて半田バンプ５を形成する場合がある。それにより、半田接続部３が半田バンプ５の直径よりも狭い幅であっても、半田接続部３に接続された半田バンプ５を開口部４ａに対応した大きさで形成することができる。

図４は、本発明の配線基板における実施形態の別の例を示す要部拡大断面図である。図４に示す例においては、幅が１６μｍの半田接続部３が１５０μｍの配列ピッチで形成されており、この半田接続部３の間に幅が１６μｍの配線導体２が３本引き出されている。この場合、半田接続部３同士の間隔は１３４μｍとなるので、この間に幅が１６μｍの３本の配線導体２を半田接続部３および隣接する配線導体２との間に２１．５μｍの間隔を空けて形成可能である。したがって、高密度配線が可能となる。

本例においても、絶縁基板１の上面側のソルダーレジスト層４が下側ソルダーレジスト層４ｃと上側ソルダーレジスト層４ｄとの２層構造となっている。下側ソルダーレジスト層４ｃは、絶縁基板１上に直接形成されており、配線導体２の厚みよりも３〜３０μｍ程度厚い。上側ソルダーレジスト層４ｄは、下側ソルダーレジスト層４ｃ上に形成されており、下側ソルダーレジスト層４ｃよりも３〜３５μｍ程度薄い。例えば、配線導体２の厚みが１５μｍの場合であれば、下側ソルダーレジスト層４ｃの厚みは４０μｍであり、上側ソルダーレジスト層４ｄの厚みは１５μｍである。

下側ソルダーレジスト層４ｃと上側ソルダーレジスト層４ｄとからなるソルダーレジスト層４には、配線導体２の一部である半田接続部３を露出させる開口部４ａが形成されている。開口部４ａは、下側ソルダーレジスト層４ｃに形成された下側開口部４ａｃと上側ソルダーレジスト層４ｄに形成された上側開口部４ａｄとを有している。この例では、開口部４ａは下側開口部４ａｃよりも上側開口部４ａｄが大きな直径となっている。そして少なくとも下側開口部４ａｃは、半田接続部３の間の配線導体２を露出させずに半田接続部３を露出させる直径で開口している。具体的には、下側開口部４ａｃの直径は４０μｍであり、半田接続部３の幅よりも２４μｍ大きい直径をしている。このとき、下側開口部４ａｃから隣接する配線導体２までの距離は９．５μｍを確保することができる。したがって、この開口部４ａ内に半田接続部３に接続されて形成された半田バンプ５との間に十分な電気的絶縁性を保つことができる。

また、上側開口部４ａｄの直径は７４μｍである。そのため、上側開口部４ａｄは半田接続部３の間を引き出された配線導体２の上部まで達する直径となっている。しかしながら、下側ソルダーレジスト層４ｃは配線導体２の厚みよりも厚いことから、上側開口部４ａｄは、ソルダーレジスト層４の上面から配線導体２よりも高い位置まで開口することになるので、下側開口部４ａｃが半田接続部３の間を引き出された配線導体２を露出させない大きさであれば、半田接続部３の間の配線導体２を下側ソルダーレジスト層４ｃで被覆して半田バンプ５と半田接続部３の間の配線導体２との電気的な絶縁が確保できる。これにより、複数の配線導体２が、互いに隣接する半田接続部３間に並設されて高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

図５は、本発明の配線基板における実施形態のさらに別の例を示す要部拡大断面図である。図５に示す例においては、幅が１６μｍの半田接続部３が１５０μｍの配列ピッチで形成されており、この半田接続部３の間に幅が１６μｍの配線導体２が３本引き出されている。この場合、半田接続部３同士の間隔は１３４μｍとなるので、この間に幅が１６μｍの３本の配線導体２を半田接続部３および隣接する配線導体２との間に２１．５μｍの間隔を空けて形成可能である。したがって、高密度配線が可能となる。

本例においても、絶縁基板１の上面側のソルダーレジスト層４が下側ソルダーレジスト層４ｃと上側ソルダーレジスト層４ｄとの２層構造となっている。下側ソルダーレジスト層４ｃは、絶縁基板１上に直接形成されており、配線導体２の厚みよりも３〜３０μｍ程度厚い。上側ソルダーレジスト層４ｄは、下側ソルダーレジスト層４ｃ上に形成されており、下側ソルダーレジスト層４ｃよりも３〜３５μｍ程度薄い。例えば、配線導体２の厚みが１５μｍの場合であれば、下側ソルダーレジスト層４ｃの厚みは１８μｍであり、上側ソルダーレジスト層４ｄの厚みは１５μｍである。

下側ソルダーレジスト層４ｃと上側ソルダーレジスト層４ｄからなるソルダーレジスト層４には、配線導体２の一部である半田接続部３を露出させる開口部４ａが形成されている。開口部４ａは、下側ソルダーレジスト層４ｃに形成された下側開口部４ａｃと上側ソルダーレジスト層４ｄに形成された上側開口部４ａｄを有している。この例では、開口部４ａは下側開口部４ａｃと上側開口部４ａｄとで略同じ直径となっている。これらの下側開口部４ａｃおよび上側ソルダーレジスト層４ａｄの開口径は７４μｍであり、半田接続部３の幅よりも５８μｍ大きい直径をしている。ただし、下側開口部４ａｃの一部には隣接する配線導体２が露出しないように配線導体２を覆う樹脂層７が部分的に被着されており、それにより下側開口部４ａｃ内には配線導体２が露出しないようになっている。このとき、上側開口部４ａｄは半田接続部３の間を引き出された配線導体２の上部まで達する大きさである。しかしながら、下側ソルダーレジスト層４ｃは配線導体２の厚みよりも厚いことから、上側開口部４ａｄは、ソルダーレジスト層４の上面から配線導体２よりも高い位置まで開口することになるので、下側開口部４ａｃが半田接続部３の間を引き出された配線導体２を露出させないように一部に樹脂層７が被着されていれば、半田接続部３の間の配線導体２を下側ソルダーレジスト層４ｃで被覆して半田バンプ５と半田接続部３の間の配線導体２との電気的な絶縁が確保できる。これにより、複数の配線導体２が、互いに隣接する半田接続部３間に並設されて高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

次に、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を図３を基に説明した一例を製造する場合を例にとって図６を基にして詳細に説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、上面に幅が１６μｍの半田接続部３が１５０μｍの配列ピッチで形成されており、この半田接続部３の間に幅が１６μｍの配線導体２が２本引き出された絶縁基板１を準備する。この場合、半田接続部３同士の間隔は１３４μｍとなるので、この間に幅が１６μｍの２本の配線導体２を半田接続部３および隣接する配線導体２との間に３４μｍの間隔を空けて形成可能である。したがって、高密度配線が可能となる。

次に、図６（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上に半田接続部３および配線導体２を被覆するように下側ソルダーレジスト層４ｃを形成する。下側ソルダーレジスト層４ｃは、１８μｍの厚みであり、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを絶縁基板１の上に塗布または貼着するとともにこれを熱硬化させることにより形成される。

次に、図６（ｃ）に示すように、下側ソルダーレジスト層４ｃの上に上側開口部４ａｄを有する上側ソルダーレジスト層４ｄを形成する。上側ソルダーレジスト層４ｄは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂と、アクリル樹脂などの紫外線硬化性樹脂とを含有する電気絶縁材料から成る感光性の樹脂ペーストまたはフィルムを下側ソルダーレジスト層４ｃの上に塗布または貼着するとともにこれを上側開口部４ａｄを有するように露光および現像した後、熱硬化させることにより形成される。上側ソルダーレジスト層４ｄの厚みは、１５μｍであり、上側開口部４ａｄの直径は７４μｍである。

次に、図６（ｄ）に示すように、上側開口部から露出する下側ソルダーレジスト層４ｃを半田接続部３が露出する深さまでブラスト法により除去して下側開口部４ａｃを形成する。このとき、下側開口部４ａｃは上側開口部４ａｄと略同じ直径になる。具体的には、下側開口部４ａｃの直径は７４μｍであり、半田接続部３の幅よりも５８μｍ大きい直径をしている。このとき、下側開口部４ａｃから隣接する配線導体２までの距離は５μｍを確保することができる。したがって、この開口部４ａ内に半田接続部３に接続されて形成された半田バンプ５との間に十分な電気的絶縁性を保つことができる。そして最後に、開口部４ａ内に露出する半田接続部３と接続する半田バンプ５を開口部４ａに対応した大きさで形成することにより図３に示した例の配線基板１０を形成できる。したがってこの配線基板の製造方法の一例によれば、複数の配線導体２が、互いに隣接する半田接続部３間に並設された高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

なお、上述の製造方法の一例は、図５を基にして説明した例の配線基板１０にも基本的には適用される。その例について説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、上面に幅が１６μｍの半田接続部３が１５０μｍの配列ピッチで形成されており、この半田接続部３の間に幅が１６μｍの配線導体２が３本引き出された絶縁基板１を準備する。この場合、半田接続部３同士の間隔は１３４μｍとなるので、この間に幅が１６μｍの３本の配線導体２を半田接続部３および隣接する配線導体２との間に２１．５μｍの間隔を空けて形成可能である。したがって、高密度配線が可能となる。

次に、図７（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上に半田接続部３および配線導体２を被覆するように下側ソルダーレジスト層４ｃを形成する。下側ソルダーレジスト層４ｃは、１８μｍの厚みであり、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを絶縁基板１の上に塗布または貼着するとともにこれを熱硬化させることにより形成される。

次に、図７（ｃ）に示すように、下側ソルダーレジスト層４ｃの上に上側開口部４ａｄを有する上側ソルダーレジスト層４ｄを形成する。上側ソルダーレジスト層４ｄは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂と、アクリル樹脂などの紫外線硬化性樹脂とを含有する電気絶縁材料から成る感光性の樹脂ペーストまたはフィルムを下側ソルダーレジスト層４ｃの上に塗布または貼着するとともにこれを上側開口部４ａｄを有するように露光および現像した後、熱硬化させることにより形成される。上側ソルダーレジスト層４ｄの厚みは、１５μｍであり、上側開口部４ａｄの直径は７４μｍである。

次に、図７（ｄ）に示すように、上側開口部から露出する下側ソルダーレジスト層４ｃを半田接続部３が露出する深さまでブラスト法により除去して下側開口部４ａｃを形成する。このとき、下側開口部４ａｃは上側開口部４ａｄと略同じ直径になる。具体的には、下側開口部４ａｃの直径は７４μｍであり、半田接続部３の幅よりも５８μｍ大きい直径をしている。このとき、下側開口部４ａｃ内に配線導体２がはみ出している。

次に、図７（ｅ）に示すように、下側開口部４ａｃ内に樹脂層７を配線導体２が露出しないように被着する。樹脂層７としては、ポリイミド系の樹脂材料が用いられ、例えばインクジェット法により塗布した後、硬化させることにより形成される。したがって、この開口部４ａ内に半田接続部３に接続されて形成された半田バンプ５との間に十分な電気的絶縁性を保つことができる。そして最後に、開口部４ａ内に露出する半田接続部３と接続する半田バンプ５を開口部４ａに対応した大きさで形成することにより図５に示した例の配線基板１０を形成できる。

次に、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の別の一例を図４を基に説明した一例を製造する場合を例にとって図８を基にして詳細に説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、上面に幅が１６μｍの半田接続部３が１５０μｍの配列ピッチで形成されており、この半田接続部３の間に幅が１６μｍの配線導体２が３本引き出された絶縁基板１を準備する。この場合、半田接続部３同士の間隔は１３４μｍとなるので、この間に幅が１６μｍの３本の配線導体２を半田接続部３および隣接する配線導体２との間に２１．５μｍの間隔を空けて形成可能である。したがって、高密度配線が可能となる。

次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁基板１の上に配線導体２を覆うように下側ソルダーレジスト層４ｃを形成するとともに、この下側ソルダーレジスト層４ｃに半田接続部３間の配線導体２を露出させずに半田接続部３を露出させように開口する下側開口部４ａｃを形成する。下側ソルダーレジスト層４ｃは、４０μｍの厚みであり、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する電気絶縁材料から成る樹脂ペーストまたはフィルムを絶縁基板1の上に塗布または貼着して熱硬化させることにより形成される。そして、レーザ加工により半田接続部３間の配線導体２を露出させずに半田接続部３を露出させるように開口する下側開口部４ａｃを形成する。具体的には、下側開口部４ａｃの直径は４０μｍであり、半田接続部３の幅よりも２４μｍ大きい直径をしている。このとき、下側開口部４ａｃから隣接する配線導体２までの距離は９．５μｍを確保することができる。

次に、図８（ｃ）に示すように、下側ソルダーレジスト層４ａｃの上に上側開口部４ａｄを有する上側ソルダーレジスト層４ｄを形成する。上側ソルダーレジスト層４ｄは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂と、アクリル樹脂などの紫外線硬化性樹脂とを含有する電気絶縁材料から成る感光性の樹脂ペーストまたはフィルムを下側ソルダーレジスト層４ｃの上に塗布または貼着するとともにこれを上側開口部４ａｄを有するように露光および現像した後、熱硬化させることにより形成される。上側ソルダーレジスト層４ｄの厚みは、１５μｍであり、上側開口部４ａｄの直径は７４μｍである。そのため、上側開口部４ａｄは半田接続部３の間を引き出された配線導体２の上部まで達する直径となっている。しかしながら、下側ソルダーレジスト層４ｃは配線導体２の厚みよりも厚いことから、上側開口部４ａｄは、ソルダーレジスト層４の上面から配線導体２よりも高い位置まで開口することになるので、下側開口部４ａｃが半田接続部３の間を引き出された配線導体２を露出させない大きさであれば、半田接続部３の間の配線導体２を下側ソルダーレジスト層４ｃで被覆して半田バンプ５と半田接続部３の間の配線導体２との電気的な絶縁が確保できる。そして最後に、開口部４ａ内に露出する半田接続部３と接続する半田バンプ５を開口部４ａに対応した大きさで形成することにより図４に示した例の配線基板１０を形成できる。したがってこの配線基板の製造方法の別の一例によれば、複数の配線導体２が、互いに隣接する半田接続部３間に並設された高密度な配線形成が可能であるとともに、電気的絶縁信頼性が高い配線基板１０を提供することができる。

１絶縁基板
２配線導体
３半田接続部
４ソルダーレジスト層
４ａ開口部
４ａｃ下側開口部
４ａｄ上側開口部
４ｃ下側ソルダーレジスト層
４ｄ上側ソルダーレジスト層
５半田バンプ
７樹脂層
１０配線基板

Claims

半田接続部を有する多数の配線導体が並設された絶縁基板の上面に、前記半田接続部を個別に露出させる複数の開口部を有するソルダーレジスト層が形成されているとともに前記開口部内に前記半田接続部と接続された半田バンプを備えてなる配線基板であって、前記配線導体は、互いに隣接する前記開口部内にそれぞれ前記半田バンプの径よりも狭い幅で露出する半田接続部を有する一組の第１配線導体と、該第１配線導体の間を前記ソルダーレジスト層で覆われて延在する複数の第２配線導体とを含み、前記開口部は、前記半田接続部の幅よりも大きく前記第２配線導体の上部まで達する径で前記ソルダーレジスト層の上面から前記配線導体よりも高い位置まで開口する上側開口部と、該上側開口部の下側において前記第２配線導体を露出させずに前記半田接続部を露出させるように開口する下側開口部とを有していることを特徴とする配線基板。
前記半田バンプが、銅粉末を含有する半田から成り、前記開口部内を充填していることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
前記開口部内に、導電ペーストを硬化させた導体層が被着されており、該導体層上に前記半田バンプが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
前記上側開口部の径が前記下側開口部の径より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配線基板。
前記下側開口部は前記第２配線導体上に塗布された樹脂層を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配線基板。
前記ソルダーレジスト層は、前記上側開口部が形成された上側ソルダーレジスト層と、前記下側開口部が形成された下側ソルダーレジスト層とから成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の配線基板。
絶縁基板の上面に、互いに隣接する半田バンプがそれぞれ接続される半田接続部を前記半田バンプの径よりも狭い幅で有する一組の第１配線導体と、該第１配線導体の間を延在する複数の第２配線導体とを含む多数の配線導体を並設する工程と、前記絶縁基板の上面に前記配線導体を覆うように下側ソルダーレジスト層を形成する工程と、前記下側ソルダーレジスト層上に、前記半田接続部に対応する位置に該半田接続部の幅より大きく前記第２配線導体の上部まで達する径で開口する上側開口部を有する上側ソルダーレジスト層を形成する工程と、前記上側開口部から露出する前記下側ソルダーレジスト層に前記第２配線導体を露出させずに前記半田接続部を露出させるように開口する下側開口部を形成する工程と、前記上側開口部と下側開口部とから成る開口部内に前記半田接続部に接続された半田バンプを形成する工程とを行なう配線基板の製造方法であって、前記下側開口部を前記第２配線導体に達する位置まで開口するとともに、下側開口部内に露出する前記第２配線導体を覆うように樹脂層を被着させる工程を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
前記樹脂層の被着がインクジェット印刷により行なわれることを特徴とする請求項７に記載の配線基板の製造方法。
絶縁基板の上面に、互いに隣接する半田バンプがそれぞれ接続される半田接続部を前記半田バンプの径よりも狭い幅で有する一組の第１配線導体と、該第１配線導体の間を延在する複数の第２配線導体とを含む多数の配線導体を並設する工程と、前記絶縁基板の上面に前記配線導体を覆うように下側ソルダーレジスト層を形成するとともに該下側ソルダーレジスト層に前記第２配線導体を露出させずに前記半田接続部を露出させるように開口する下側開口部を形成する工程と、前記下側ソルダーレジスト層上に、前記下側開口部を囲繞して前記第２配線導体の上部まで達する径の上側開口部を有する上側ソルダーレジスト層を形成する工程と、前記上側開口部と下側開口部とから成る開口部内に前記半田接続部に接続された半田バンプを形成する工程とを行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。
前記上側開口部がフォトリソグラフィー加工により形成され、前記下側開口部がレーザ加工により形成されることを特徴とする請求項９に記載の配線基板の製造方法。
前記開口部内に、銅粉末を含有する半田ペーストを塗布するとともに半田を溶融させて前記半田バンプを形成することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
前記開口部内に、導電ペーストを塗布するとともに該導電ペーストを硬化させて導体層を形成し、次に前記導体層上に半田ペーストを印刷するとともに半田を溶融させて前記半田バンプを形成することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の配線基板の製造方法。