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JP3911439B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents

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JP3911439B2
JP3911439B2 JP2002133723A JP2002133723A JP3911439B2 JP 3911439 B2 JP3911439 B2 JP 3911439B2 JP 2002133723 A JP2002133723 A JP 2002133723A JP 2002133723 A JP2002133723 A JP 2002133723A JP 3911439 B2 JP3911439 B2 JP 3911439B2
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external connection
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克幸 田中
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線基板の製造方法に関し、詳しくは半導体装置等に使用される基板に、表面実装用の外部接続端子を一体的に設ける配線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図4に示されるような配線基板100が、半導体装置用パッケージに使用されている。この配線基板100は、基板101の略中央部に半導体素子を搭載する搭載穴102が形成されており、基板101の底面(実装面側)には、搭載穴102を囲むように、多数の外部接続端子としての端子用バンプ103、103・・が装着されている。通常この端子用バンプ103は、はんだボールを溶融して形成され、基板101の実装面側に形成されたランドから半球形状に突出して形成されている。
【0003】
しかし、はんだボールを溶融して端子用バンプ103、103・・を形成する従来の方法では、基板101と端子用バンプ103との接合強度が不足することがある。さらに、実装時に、端子用バンプ103がつぶれて、隣合う端子用バンプ同士がショートしてしまうことがある。
【0004】
このような端子用バンプのつぶれ等を解消するため、特開平7−226456号公報には、図5に示す外部接続端子を基板に一体的に設けた半導体装置用パッケージの製造方法が提案されている。
この図5に示す製造方法によれば、先ず、樹脂製基板101の両面及び基板101を貫通する貫通孔130の内壁面に、めっき等により金属層132を形成してスルーホールビア134を形成する。また、基板101の裏面では、スルーホールビア134の開口縁の周囲にフォトリソ法によってランド136を形成する[図5(a)の工程]。このランド136は、基板101の表面の金属層132とスルーホールビア134を介して電気的に接続されている。
【0005】
次いで、スルーホールビア134の表側開口部から電気的絶縁性又は導電性の樹脂ペースト137を押し込み、樹脂ペースト137の一部をスルーホールビア134の裏側開口部からランド136上に一定量押出し、押出された樹脂ペースト137の自重と表面張力とに因って半球状の凸状突出部138を形成する[図5(b)の工程]。
【0006】
この半球状の凸状突出部138を形成する樹脂ペースト137を固化させた後、樹脂製の凸状突出部138の表面、及び基板101の表面に、めっき等によって金属層139を形成する[図5(c)の工程]。凸状突出部138の表面に金属層139が形成されて成る外部接続端子としての端子用バンプ140は、金属層139によってスルーホールビア134と電気的に接続され且つ保護される。その後、金属層132、139が形成された基板101の表面にフォトリソ法によって導体パターン105を形成する[図5(d)の工程]。
図5に示す製造方法によって形成した外部接続端子としての端子用バンプ140は、従来のはんだボールを溶融して端子用バンプ103、103・・を形成する方法とは異なり、基板101と一体的に形成されるため、基板101からの端子用バンプ140の欠落や電気的短絡を防止できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5に示す製造方法は、樹脂ペースト137を押出すことにより凸状突出部138を形成する方法であるため、樹脂ペースト137の物性、押出すペースト量や押出す力等におけるバラツキが影響し、複数の凸状突出部138を所望の形状に形成することは至難のことである。この様に、1枚の基板に複数設けられた凸状突出部138の高さが一定でなくバラツキがあると、確実な実装は困難である。
【0008】
そこで、本発明はこれら問題点を解消すべくなされたものであり、その目的とするところは、基板に一体的に設けられる複数の外部接続端子を、所望の形状に、例えば高さの揃ったものに容易に形成できる配線基板の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、基板と、複数の貫通孔を形成した金属板によって、絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体を挟み込み、貫通孔から絶縁性樹脂を突出し、次いで、その突出した絶縁性樹脂を除去した後、金属板をエッチングによって除去して絶縁性突起を形成することによって、絶縁性突起の表面が導体層によって覆われて成る、所望形状の複数の外部接続端子を、容易に形成できることを見出し、本発明に到達した。
【0010】
すなわち、本発明は、基板の一面側に突出して形成された絶縁性樹脂から成る複数個の絶縁性突起の各表面が導体層によって覆われた外部接続端子に形成されて成る配線基板を製造する際に、前記配線基板を形成する基板の第1配線パターンが形成されたパターン形成面と、前記外部接続端子を形成する部位に貫通孔が形成された金属板の一面側との間に、絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体を挟み込むことにより、前記金属板の他面側に軟化状態の絶縁性樹脂の一部を各貫通孔から突出せしめ、前記パターン形成面に絶縁性樹脂から成る絶縁層を積層し、次いで、前記金属板の他面側に突出した絶縁性樹脂から成る各突出部を除去した後、前記金属板をエッチングにより除去することにより、前記絶縁層から突出する複数個の絶縁性突起を形成し、その後、前記第1配線パターンと、絶縁性突起の各々の表面を覆う導体層とを電気的に接続するビアを含む第2配線パターンを前記絶縁層に形成することを特徴とする配線基板の製造方法である。
【0011】
尚、「絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体」とは、基板のパターン形成面に薄膜状に塗布、あるいは載置され得ると共に、基板と金属板とによって挟み込み、所定の力を加えた際(あるいは、加熱して所定の力を加えた際)には、金属板の貫通孔から、フィルム状の成形体を形成する絶縁性樹脂が突出する程度に軟化するものをいう。従って、形態としては樹脂フィルム、液状樹脂、ペースト状樹脂等がある。
【0013】
かかる本発明において、前記金属板の貫通孔を、円錐台形状とし、基板と前記金属板とによって絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体を挟み込む際に、前記円錐台形状の貫通孔の拡径側を前記フィルム状の成形体に向けるように、前記金属板を配設する。これにより、軟化状態の絶縁性樹脂を、貫通孔の拡径側から縮径側へと挿入することができ、容易に絶縁性樹脂を貫通孔の隅々にわたって挿入できる。このようにして形成された絶縁性突起は、その先端に向かって縮径される円錐台形状となり、安定した形状で変形し難く、基板からも脱落し難い。
【0014】
本発明によれば、外部接続端子を形成する絶縁性突起は、軟化状態にある絶縁性樹脂を金属板の貫通孔から突出させ、その突出部と金属板を除去して形成される。このため、形成された絶縁性突起は、金属板の貫通孔の形状に倣って形成され、且つ先端部分が平坦面に形成される。従って、金属板の厚さや貫通孔の形状を適宜選択することにより、所望の突出高さや形状の絶縁性突起を容易に形成できる。
そして、本発明では、このような絶縁性突起を基にして外部接続端子を形成するため、基板に一体的に設けられた、所望形状の、例えば高さの揃った複数の外部接続端子を容易に形成できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明に係る配線基板の製造方法の一例について図1及び図2を用いて説明する。
先ず、図1(a)に示すように、配線基板を形成する基板10の第1配線パターン11が形成されたパターン形成面と、外部接続端子を形成する部位に貫通孔30a、30a・・が形成された金属板30の一面30b側との間に、絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体である樹脂フィルム17を挟み込む。
図1(a)に示す基板10としては、第1配線パターン11を片面に1層だけ持つものでも、他面にも配線パターンを有した両面配線基板でもよい。あるいは複数の内層配線パターンが絶縁層を介して片面又は両面に多層に形成された多層配線基板であってもよい。尚、図1、図2及び図3においては、パターン形成面側のみを示し、その他の部分を省略した。
【0016】
絶縁性樹脂から成る樹脂フィルム17としては、熱硬化性樹脂から成るフィルム、例えば熱硬化性のポリイミド樹脂から成るフィルムを好適に用いることができる。
金属板30としては、銅板等が用いられる。特に厚さが均一な薄い銅板が好適であり、具体的には厚さが0.1mm以下のものが好適である。また、金属板30にはドリル加工あるいはエッチング加工等によって、所定箇所に複数の貫通孔30aが、同一形状の円錐台形状に穿孔されている。
尚、ここで言う「所定箇所」とは、後述するように、基板10と重ね合わされた際に、基板10に外部接続端子を形成する部位である。
【0017】
この様に、金属板30を、その貫通孔30a、30a・・が、基板10において外部接続端子20、20・・を形成する位置にくるように位置合わせをして、基板10との間に樹脂フィルム17を挟み込んで重ね合わせ、さらに金属板30を押圧する。こうして、図1(b)に示す様に、金属板30の他面30c側に軟化状態の絶縁性樹脂の一部を各貫通孔30aから突出させると共に、基板10のパターン形成面に積層された絶縁性樹脂から成る絶縁層18を形成する。この際、貫通孔から突出しやすい、より良好な軟化状態にするために絶縁性樹脂を加熱してもよい。
このとき、基板10は、パターン形成面を樹脂フィルム17側に向け、金属板30は、円錐台形状に穿孔されている貫通孔30aの拡径側の面30bを樹脂フィルム17側に向けて重ねる。これにより、絶縁性樹脂が貫通孔30aの拡径側から縮径側へと容易に進入でき、貫通孔30aの隅々に絶縁性樹脂を充填できる。
【0018】
図1(b)の状態で樹脂フィルム17の絶縁性樹脂を硬化させた後、金属板30の他面30cが平坦面に形成されるように、他面30c側にはみ出した絶縁性樹脂の突出部を研磨して除去する[図1(c)の工程]。
研磨後、金属板30の全てを、エッチング等により除去する[図1(d)の工程]。この様に金属板30を除去することにより、絶縁性樹脂から成り、基板10上に平坦に積層された絶縁層18と、その絶縁層18から突出する、複数の絶縁性突起19が形成される。この複数の絶縁性突起19は、基板10の外部接続端子を形成する位置に、貫通孔30aの形状に倣って略同一形状の円錐台形状に形成される。
【0019】
その後、第1配線パターン11と後述する第2配線パターン12を電気的に接続するビア(非貫通型ビアホール)15を形成するため、絶縁層18にビア穴14を形成する[図1(e)の工程]。ビア穴14は、レーザ光の照射あるいはエッチングにより、第1配線パターン11がビア穴14の底面に露出するよう、絶縁層18を穿孔して形成される。
【0020】
形成したビア穴14の内壁面と絶縁性突起19の表面を含む基板の表面に、無電解銅めっきを施して無電解銅めっき層を形成した後、この無電解銅めっき層を給電層として、電解銅めっきを施す[図1(f)の工程]。このとき、無電解銅めっきに代え、スパッタリング法や蒸着法を採用してもよい。
こうして無電解銅めっき及び電解銅めっきによって、ビア穴14の内壁面と絶縁性突起19の表面を含む基板の表面に、導体層16が形成される。導体層16のうち、ビア穴14の内壁面に設けられた導体層16bによってビア15が形成される。
また、絶縁性突起19の表面に設けられた導体層16aにより、外部接続端子20が形成される。
【0021】
次に、絶縁層18上に第2配線パターン12を形成する。
第2配線パターン12を形成するにあたっては、まず、導体層16表面にレジスト層31を形成する。レジスト層31は、電着レジスト等により液状の感光性レジストを塗布することによって、あるいは支持体に感光性レジストの塗布されたフィルムを貼着することによって形成される[図2(a)の工程]。電着レジストによれば、簡単に基板の細かい凹凸に沿って良好にレジスト層31を形成できる。
【0022】
このレジスト層31に露光、現像を施してレジストパターン32を形成する[図2(b)の工程]。このとき露光には、平行光とノンコンタクトのフォトマスクを用いると、外部接続端子20どうしの間等、凹凸の細部にわたって良好なレジストパターン32を形成できる。
そして、レジストパターン32をマスクとしてエッチングを施し、第2配線パターン12を形成する[図2(c)の工程]。
この後、レジストパターン32を除去した状態を図2(d)に示す。図2(d)に示す状態では、外部接続端子20の導体層16aが第2配線パターン12と電気的に接続され、第2配線パターン12はビア15を介して第1配線パターン11に接続されている。
【0023】
更に、図2(e)に示すように、外部接続端子20を除く基板表面上には、ソルダーレジスト層22を形成し、導体層16を保護する。ソルダーレジスト層22の形成は、感光性のソルダーレジストを基板表面に印刷し、あるいはカーテンコーター等を用いて塗布し、その後露光、現像して行なわれる。露光には平行光とノンコンタクトによるフォトマスクを用いることにより、簡単に基板表面の細部にわたって良好にソルダーレジスト層22を形成することができる。また、ソルダーレジスト層22の形成にあたっては、実装時に、ソルダーレジスト層22が、外部接続端子20と実装基板に設けられたはんだバンプ41との当接を妨げないよう、ソルダーレジスト層22の厚さは、外部接続端子20の突出高さよりも薄く形成する。
その後、絶縁性突起の導体層16aの表面に、ニッケル、金等の金属層21を無電解めっき等によって形成することにより、実装の際に、実装基板のはんだバンプとのぬれ性を向上できる。
【0024】
他の方法としては、導体層16を形成後、導体層16表面にニッケルめっき、金めっきを順次施して積層させ、これをエッチングすることによって金属層21を形成すると同時に、第2配線パターン12をも形成する方法もある。
こうして最終的には図2(e)に示される配線基板50が製造される。
【0025】
図2(e)に示す配線基板50には、複数の外部接続端子20、20・・が、その周囲の基板表面に塗布されているソルダーレジスト層22よりも突出した状態で、基板10と一体的に設けられている。その突出高さは、具体的にはソルダーレジスト層22の表面から0.04〜0.10mm程度である。
【0026】
その外部接続端子20は、絶縁層18から突出する絶縁性突起19上に導体層16aがその表面を覆うように設けられ、さらにこの導体層16aを覆うように金属層21が設けられて形成されている。このような構成の外部接続端子20によると、その形状は絶縁性突起19の形状に左右される。この点、図2(e)に示す配線基板50では、その絶縁性突起19は、金属板30の貫通孔30aに充填された絶縁性樹脂から形成されるため、貫通孔30aの形状にならったものとなる。従って、図1〜図2に示す製造方法のように、金属板30の厚さを均一にし、複数の貫通孔30aを略同一形状とすることで、形状にバラツキのない均一な絶縁性突起19を複数同時に得ることができる。その結果、形状にバラツキのない外部接続端子20を得ることができる。
【0027】
このような構成から成る外部接続端子20、20・・は、導体層16aによって、絶縁層18上に形成された第2配線パターン12と電気的に接続されている。さらに、第2配線パターン12は、絶縁層18を貫通して設けられたビア15を介して基板10上に設けられた第1配線パターンと電気的に接続されている。
このため、複数の外部接続端子20はそれぞれ、ビア15を含む第2配線パターン12を介することによって第1配線パターンと電気的に接続されることになる。
【0028】
この配線基板50を、実装基板40に実装した際の状態を図3に示す。図3に示す実装基板40には、絶縁層(ソルダーレジスト)43から露出するパッド部42の露出面に、はんだバンプ41が搭載されている。
配線基板50は、その外部接続端子20、20、・・を、実装基板40のそれぞれ対応するはんだバンプ41、41・・上に当接し、はんだバンプ41、41、・・が溶融されることによって実装基板40と接合されている。
この際、外部接続端子20の表面に金属層21が設けられていると、はんだバンプ41との密着性が向上し、はんだバンプ41と確実に接合することができる。 尚、はんだバンプ41のはんだが、外部接続端子20の導体層16aと密着性が良く、良好に接合される場合は、金属層21は設けなくてもよい。
【0029】
そして、図2(e)に示す配線基板50の外部接続端子20、20・・は、絶縁性突起19によって基板10に一体的に設けられているため、図4に示す従来の配線基板100の如く、外部接続端子として装着したはんだボールが脱落したり、実装時につぶれてしまうようなことが解消できる。そのうえ、外部接続端子20は、先端が縮径された円錐台形状で、安定した形状であり、より変形し難く、基板10からも脱落し難くなっている。このため、実装基板40と配線基板50の電気的接続が不安定になったり、隣合う外部接続端子20同士がショートしてしまうことがない。
さらに、基板10に設けられた複数の外部接続端子20、20・・は、略同一形状に形成され、特に突出高さが略同一高さなので、実装基板40側のはんだバンプ41、41・・に対して同時に当接でき、確実に接合できる。このため、実装基板40と配線基板50の電気的接続を簡単にかつ確実に行うことができる。
【0030】
絶縁性突起19の形状は、金属板30の厚さや貫通孔30aの穿孔形状を変えることにより容易に変更することができる。このため、例えば絶縁性突起19を突出高さの高いものや低いもの、あるいは半球状、円柱状等の様々な形状に簡単に形成できる。これにより、実装基板40との接合を確実にするべく、実装基板40側のはんだバンプ41の形状等に応じ、より適合した形状の外部接続端子20を形成できる。
また、これまでは、厚さの均一な金属板30を用いていたが、場所によって厚さが異なる金属板を用いることにより、高さの異なる絶縁性突起19を形成し、1枚の配線基板50上に高さの異なる外部接続端子20を形成することもできる。これにより例えば、実装基板40の反り等によるバラツキを外部接続端子側で補って、確実に実装基板40と配線基板50とを電気的に接続することもできる。
【0031】
さらに、図2(e)に示す配線基板50と前述の図5の端子用バンプ140を具備する配線基板とを比較すると、図2(e)に示す配線基板50は、次のような点で高集積化に有利である。
まず、図5の端子用バンプ140を形成する凸状突出部138は、樹脂ペースト137が貫通孔内部に充填されると共に、貫通孔の開口部を覆って突出する形状である。よって、端子用バンプ140のバンプ径は、スルーホールビアの開口径に依存する。これに対して配線基板50の外部接続端子20を形成する絶縁性突起19は、単に基板10から突出する形状である。従って、図2(e)に示す配線基板50では、スルーホールビアの開口部を覆わなくても良く、外部接続端子20を端子用バンプ140よりも小さく形成できる。
【0032】
以上の説明では、絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体として樹脂フィルム17を用いたが、液状、ペースト状等の絶縁性樹脂でも良い。液状あるいはペースト状の場合は、これら絶縁性樹脂を、基板10のパターン形成面に印刷等の手段によって一様の厚さに塗布し、金属板30をこれに押圧する等して絶縁性樹脂を金属板30の貫通孔30aから突出させる。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、基板に一体的に設けられる複数の外部接続端子の形状を所望の形状に形成でき、例えば高さにバラツキがなく均一な外部接続端子を有した配線基板を簡単に得ることができる。従って、本発明を半導体装置に用いれば、配線基板を実装基板に確実に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る配線基板の製造方法を説明する説明図である。
【図2】本発明に係る配線基板の製造方法を説明する説明図である。
【図3】本発明に係る配線基板を実装した際の断面図である。
【図4】従来の配線基板の上視図である。
【図5】従来の外部接続端子の製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
10 基板
11 第1配線パターン
12 第2配線パターン
15 ビア
16 導体層
17 樹脂フィルム
18 絶縁層
19 絶縁性突起
20 外部接続端子
21 金属層
30 金属板
31 レジスト層
40 実装基板
41 はんだバンプ
50 配線基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board, and more particularly, to a method of manufacturing a wiring board in which external connection terminals for surface mounting are integrally provided on a substrate used in a semiconductor device or the like .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a wiring substrate 100 as shown in FIG. 4 is used in a package for a semiconductor device. In the wiring substrate 100, a mounting hole 102 for mounting a semiconductor element is formed at a substantially central portion of the substrate 101, and a large number of externals are provided on the bottom surface (mounting surface side) of the substrate 101 so as to surround the mounting hole 102. Terminal bumps 103, 103,... As connection terminals are mounted. Usually, the terminal bump 103 is formed by melting a solder ball and protruding in a hemispherical shape from a land formed on the mounting surface side of the substrate 101.
[0003]
However, in the conventional method in which the solder balls are melted to form the terminal bumps 103, 103..., The bonding strength between the substrate 101 and the terminal bumps 103 may be insufficient. Further, at the time of mounting, the terminal bump 103 may be crushed and adjacent terminal bumps may be short-circuited.
[0004]
In order to eliminate such a collapse of the terminal bumps, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-226456 proposes a method of manufacturing a package for a semiconductor device in which the external connection terminals shown in FIG. Yes.
According to the manufacturing method shown in FIG. 5, first, the metal layer 132 is formed by plating or the like on both surfaces of the resin substrate 101 and the inner wall surface of the through hole 130 penetrating the substrate 101 to form the through hole via 134. . Further, on the back surface of the substrate 101, a land 136 is formed around the opening edge of the through-hole via 134 by a photolithography method [step of FIG. 5A]. The land 136 is electrically connected to the metal layer 132 on the surface of the substrate 101 through the through-hole via 134.
[0005]
Next, an electrically insulating or conductive resin paste 137 is pushed from the front opening of the through-hole via 134, and a part of the resin paste 137 is extruded from the back-side opening of the through-hole via 134 onto the land 136, and extruded. A hemispherical convex protrusion 138 is formed based on the weight and surface tension of the resin paste 137 [step of FIG. 5B].
[0006]
After the resin paste 137 forming the hemispherical convex protrusion 138 is solidified, a metal layer 139 is formed on the surface of the resin convex protrusion 138 and the surface of the substrate 101 by plating or the like [FIG. Step (5)]. A terminal bump 140 as an external connection terminal formed by forming a metal layer 139 on the surface of the protruding protrusion 138 is electrically connected to and protected from the through-hole via 134 by the metal layer 139. Thereafter, a conductor pattern 105 is formed by photolithography on the surface of the substrate 101 on which the metal layers 132 and 139 are formed [step of FIG. 5 (d)].
Unlike the conventional method of forming the terminal bumps 103, 103... By melting the solder balls, the terminal bumps 140 as the external connection terminals formed by the manufacturing method shown in FIG. Accordingly, the terminal bump 140 from the substrate 101 can be prevented from being missing or electrically short-circuited.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the manufacturing method shown in FIG. 5 is a method of forming the convex protrusion 138 by extruding the resin paste 137, variations in the physical properties of the resin paste 137, the amount of paste to extrude, the force to extrude, etc. are affected. However, it is very difficult to form the plurality of convex protrusions 138 in a desired shape. Thus, if the height of the plurality of convex protrusions 138 provided on a single substrate is not constant and varies, reliable mounting is difficult.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve these problems, and the object of the present invention is to arrange a plurality of external connection terminals integrally provided on a substrate into a desired shape, for example, with a uniform height. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wiring board that can be easily formed on a product.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the inventor sandwiched a film-like molded body made of an insulating resin between a substrate and a metal plate in which a plurality of through holes are formed. Then, after removing the protruding insulating resin, the metal plate is removed by etching to form insulating protrusions, whereby the surface of the insulating protrusions is covered with a conductor layer. The inventors have found that a plurality of external connection terminals can be easily formed, and have reached the present invention.
[0010]
That is, the present invention manufactures a wiring board in which each surface of a plurality of insulating protrusions made of an insulating resin formed to protrude on one surface side of a board is formed on an external connection terminal covered with a conductor layer. In this case, insulation is provided between the pattern forming surface on which the first wiring pattern of the substrate forming the wiring substrate is formed and the one surface side of the metal plate in which the through hole is formed in the portion where the external connection terminal is formed. By sandwiching a film-like molded body made of a conductive resin, a part of the softened insulating resin protrudes from each through hole on the other surface side of the metal plate, and an insulating resin made of an insulating resin is formed on the pattern forming surface. A plurality of layers protruding from the insulating layer by laminating layers and then removing each protruding portion made of an insulating resin protruding to the other side of the metal plate, and then removing the metal plate by etching. Insulation bump After that, a second wiring pattern including a via for electrically connecting the first wiring pattern and a conductor layer covering each surface of the insulating protrusion is formed in the insulating layer. It is a manufacturing method of a wiring board.
[0011]
The “film-like molded body made of an insulating resin” means that a thin film can be applied or placed on the pattern forming surface of the substrate, and is sandwiched between the substrate and the metal plate and a predetermined force is applied. When heated (or when a predetermined force is applied by heating), it means that the insulating resin forming the film-like molded body is softened to the extent that it protrudes from the through hole of the metal plate. Accordingly, the form includes a resin film, a liquid resin, a pasty resin, and the like.
[0013]
In the present invention, the through hole of the metal plate has a truncated cone shape, and when the film-shaped molded body made of an insulating resin is sandwiched between the substrate and the metal plate, the diameter of the through hole of the truncated cone shape is increased. The metal plate is disposed so that the side faces the film-like molded body. Thereby, the insulating resin in the softened state can be inserted from the enlarged diameter side of the through hole to the reduced diameter side, and the insulating resin can be easily inserted over every corner of the through hole. The insulating protrusion formed in this way has a truncated cone shape that is reduced in diameter toward the tip thereof, and is not easily deformed with a stable shape, and is also difficult to drop off from the substrate.
[0014]
According to the present invention, the insulating protrusion forming the external connection terminal is formed by causing the insulating resin in a softened state to protrude from the through hole of the metal plate and removing the protruding portion and the metal plate. For this reason, the formed insulating protrusion is formed following the shape of the through hole of the metal plate, and the tip portion is formed on a flat surface. Therefore, by appropriately selecting the thickness of the metal plate and the shape of the through hole, it is possible to easily form an insulating protrusion having a desired protrusion height and shape.
In the present invention, since the external connection terminals are formed on the basis of such insulating protrusions, a plurality of external connection terminals of a desired shape, for example, having a uniform height, can be easily provided. Can be formed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of a method for manufacturing a wiring board according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 1A, through-holes 30a, 30a,. A resin film 17 that is a film-like molded body made of an insulating resin is sandwiched between the formed metal plate 30 and the one surface 30b side.
The substrate 10 shown in FIG. 1A may be a substrate having the first wiring pattern 11 only on one side or a double-sided wiring substrate having a wiring pattern on the other side. Alternatively, it may be a multilayer wiring board in which a plurality of inner layer wiring patterns are formed in multiple layers on one or both sides via an insulating layer. 1, 2, and 3, only the pattern forming surface side is shown, and the other parts are omitted.
[0016]
As the resin film 17 made of an insulating resin, a film made of a thermosetting resin, for example, a film made of a thermosetting polyimide resin can be suitably used.
A copper plate or the like is used as the metal plate 30. In particular, a thin copper plate having a uniform thickness is preferable, and specifically, a thickness of 0.1 mm or less is preferable. Further, the metal plate 30 has a plurality of through holes 30a drilled at predetermined locations in the same truncated cone shape by drilling or etching.
Note that the “predetermined portion” referred to here is a portion where an external connection terminal is formed on the substrate 10 when the substrate 10 is overlaid, as will be described later.
[0017]
In this way, the metal plate 30 is aligned so that the through holes 30a, 30a,... Are located at positions where the external connection terminals 20, 20,. The resin film 17 is sandwiched and overlapped, and the metal plate 30 is further pressed. In this way, as shown in FIG. 1B, a part of the softened insulating resin protrudes from each through hole 30a on the other surface 30c side of the metal plate 30 and is laminated on the pattern forming surface of the substrate 10. An insulating layer 18 made of an insulating resin is formed. At this time, the insulating resin may be heated in order to obtain a better softened state that easily protrudes from the through hole.
At this time, the substrate 10 has the pattern formation surface facing the resin film 17 side, and the metal plate 30 overlaps the surface 30b on the enlarged diameter side of the through hole 30a drilled in a truncated cone shape toward the resin film 17 side. . As a result, the insulating resin can easily enter from the enlarged diameter side of the through hole 30a to the reduced diameter side, and the insulating resin can be filled into the corners of the through hole 30a.
[0018]
After the insulating resin of the resin film 17 is cured in the state of FIG. 1B, the protruding of the insulating resin that protrudes to the other surface 30c side so that the other surface 30c of the metal plate 30 is formed as a flat surface. Part is polished and removed [step of FIG. 1 (c)].
After polishing, all of the metal plate 30 is removed by etching or the like [step of FIG. 1 (d)]. By removing the metal plate 30 in this manner, an insulating layer 18 made of an insulating resin and flatly laminated on the substrate 10 and a plurality of insulating protrusions 19 protruding from the insulating layer 18 are formed. . The plurality of insulating protrusions 19 are formed in a truncated cone shape having substantially the same shape following the shape of the through hole 30a at a position where the external connection terminal of the substrate 10 is formed.
[0019]
Thereafter, a via hole 14 is formed in the insulating layer 18 to form a via (non-penetrating via hole) 15 that electrically connects the first wiring pattern 11 and a second wiring pattern 12 described later [FIG. Process]. The via hole 14 is formed by drilling the insulating layer 18 so that the first wiring pattern 11 is exposed on the bottom surface of the via hole 14 by laser light irradiation or etching.
[0020]
After forming the electroless copper plating layer on the surface of the substrate including the inner wall surface of the formed via hole 14 and the surface of the insulating protrusion 19 to form an electroless copper plating layer, the electroless copper plating layer is used as a power feeding layer. Electrolytic copper plating is performed [step of FIG. 1 (f)]. At this time, a sputtering method or a vapor deposition method may be employed instead of the electroless copper plating.
Thus, the conductor layer 16 is formed on the surface of the substrate including the inner wall surface of the via hole 14 and the surface of the insulating protrusion 19 by electroless copper plating and electrolytic copper plating. Of the conductor layer 16, the via 15 is formed by the conductor layer 16 b provided on the inner wall surface of the via hole 14.
The external connection terminal 20 is formed by the conductor layer 16 a provided on the surface of the insulating protrusion 19.
[0021]
Next, the second wiring pattern 12 is formed on the insulating layer 18.
In forming the second wiring pattern 12, first, a resist layer 31 is formed on the surface of the conductor layer 16. The resist layer 31 is formed by applying a liquid photosensitive resist using an electrodeposition resist or the like, or by sticking a film coated with the photosensitive resist on a support [step of FIG. ]. According to the electrodeposition resist, the resist layer 31 can be easily and satisfactorily formed along the fine irregularities of the substrate.
[0022]
The resist layer 31 is exposed and developed to form a resist pattern 32 [step of FIG. 2 (b)]. At this time, if a parallel light and a non-contact photomask are used for the exposure, a good resist pattern 32 can be formed over the details of the irregularities such as between the external connection terminals 20.
Then, etching is performed using the resist pattern 32 as a mask to form the second wiring pattern 12 [step of FIG. 2C].
Thereafter, the state where the resist pattern 32 is removed is shown in FIG. In the state shown in FIG. 2D, the conductor layer 16 a of the external connection terminal 20 is electrically connected to the second wiring pattern 12, and the second wiring pattern 12 is connected to the first wiring pattern 11 through the via 15. ing.
[0023]
Further, as shown in FIG. 2E, a solder resist layer 22 is formed on the substrate surface excluding the external connection terminals 20 to protect the conductor layer 16. The solder resist layer 22 is formed by printing a photosensitive solder resist on the surface of the substrate or applying it using a curtain coater or the like, and then exposing and developing. By using a photomask with parallel light and non-contact for exposure, the solder resist layer 22 can be easily and satisfactorily formed over the details of the substrate surface. In forming the solder resist layer 22, the thickness of the solder resist layer 22 does not hinder the contact between the external connection terminals 20 and the solder bumps 41 provided on the mounting substrate during mounting. Is formed thinner than the protruding height of the external connection terminal 20.
Thereafter, by forming a metal layer 21 of nickel, gold or the like on the surface of the conductor layer 16a of the insulating protrusion by electroless plating or the like, the wettability with the solder bumps of the mounting substrate can be improved during mounting.
[0024]
As another method, after the conductor layer 16 is formed, the surface of the conductor layer 16 is sequentially subjected to nickel plating and gold plating and laminated, and this is etched to form the metal layer 21 and at the same time, the second wiring pattern 12 is formed. There is also a method of forming.
In this way, finally, the wiring board 50 shown in FIG.
[0025]
The wiring substrate 50 shown in FIG. 2 (e) is integrated with the substrate 10 in a state in which a plurality of external connection terminals 20, 20,... Protrude beyond the solder resist layer 22 applied to the surrounding substrate surface. Provided. Specifically, the protruding height is about 0.04 to 0.10 mm from the surface of the solder resist layer 22.
[0026]
The external connection terminal 20 is formed by providing a conductor layer 16a on the insulating protrusion 19 protruding from the insulating layer 18 so as to cover the surface, and further providing a metal layer 21 so as to cover the conductor layer 16a. ing. According to the external connection terminal 20 having such a configuration, the shape thereof depends on the shape of the insulating protrusion 19. In this regard, in the wiring board 50 shown in FIG. 2 (e), the insulating protrusion 19 is made of an insulating resin filled in the through hole 30a of the metal plate 30, and thus has the shape of the through hole 30a. It will be a thing. Therefore, as in the manufacturing method shown in FIGS. 1 to 2, the thickness of the metal plate 30 is made uniform, and the plurality of through holes 30a have substantially the same shape. Can be obtained simultaneously. As a result, the external connection terminal 20 having no variation in shape can be obtained.
[0027]
The external connection terminals 20, 20... Having such a configuration are electrically connected to the second wiring pattern 12 formed on the insulating layer 18 by the conductor layer 16 a. Further, the second wiring pattern 12 is electrically connected to the first wiring pattern provided on the substrate 10 through the via 15 provided through the insulating layer 18.
For this reason, each of the plurality of external connection terminals 20 is electrically connected to the first wiring pattern through the second wiring pattern 12 including the via 15.
[0028]
FIG. 3 shows a state when the wiring board 50 is mounted on the mounting board 40. In the mounting substrate 40 shown in FIG. 3, solder bumps 41 are mounted on the exposed surfaces of the pad portions 42 exposed from the insulating layer (solder resist) 43.
The wiring board 50 abuts the external connection terminals 20, 20,... On the corresponding solder bumps 41, 41... Of the mounting board 40, and the solder bumps 41, 41,. Bonded to the mounting substrate 40.
At this time, if the metal layer 21 is provided on the surface of the external connection terminal 20, adhesion to the solder bump 41 is improved, and the solder bump 41 can be reliably bonded. In addition, when the solder of the solder bump 41 has good adhesion to the conductor layer 16a of the external connection terminal 20 and is well bonded, the metal layer 21 may not be provided.
[0029]
Since the external connection terminals 20, 20,... Of the wiring board 50 shown in FIG. 2 (e) are integrally provided on the board 10 by the insulating protrusions 19, the conventional wiring board 100 shown in FIG. As described above, it is possible to solve the problem that the solder ball mounted as the external connection terminal falls off or is crushed during mounting. In addition, the external connection terminal 20 has a truncated cone shape with a reduced diameter at the tip, has a stable shape, is more difficult to deform, and is less likely to fall off the substrate 10. For this reason, the electrical connection between the mounting board 40 and the wiring board 50 does not become unstable, and the adjacent external connection terminals 20 are not short-circuited.
Further, the plurality of external connection terminals 20, 20... Provided on the substrate 10 are formed in substantially the same shape, and particularly the protrusion height is substantially the same, so that the solder bumps 41, 41. At the same time, and can be reliably joined. For this reason, the electrical connection between the mounting board 40 and the wiring board 50 can be easily and reliably performed.
[0030]
The shape of the insulating protrusion 19 can be easily changed by changing the thickness of the metal plate 30 or the shape of the through hole 30a. For this reason, for example, the insulating protrusion 19 can be easily formed in various shapes such as a high protrusion height, a low protrusion height, a hemispherical shape, and a cylindrical shape. Accordingly, the external connection terminal 20 having a more suitable shape can be formed in accordance with the shape of the solder bump 41 on the mounting substrate 40 side in order to ensure the bonding with the mounting substrate 40.
In the past, the metal plate 30 having a uniform thickness was used. However, by using a metal plate having a different thickness depending on the location, the insulating protrusions 19 having different heights were formed, and one wiring board was formed. The external connection terminals 20 having different heights can also be formed on 50. As a result, for example, variations due to warpage of the mounting substrate 40 can be compensated for on the external connection terminal side, and the mounting substrate 40 and the wiring substrate 50 can be reliably electrically connected.
[0031]
Further, when the wiring board 50 shown in FIG. 2 (e) is compared with the wiring board provided with the terminal bumps 140 shown in FIG. 5, the wiring board 50 shown in FIG. 2 (e) has the following points. It is advantageous for high integration.
First, the convex protrusions 138 that form the terminal bumps 140 in FIG. 5 are shaped so that the resin paste 137 is filled into the through holes and covers the openings of the through holes. Therefore, the bump diameter of the terminal bump 140 depends on the opening diameter of the through-hole via. On the other hand, the insulating protrusions 19 that form the external connection terminals 20 of the wiring board 50 have a shape that simply protrudes from the board 10. Therefore, in the wiring board 50 shown in FIG. 2E, the opening of the through-hole via need not be covered, and the external connection terminal 20 can be formed smaller than the terminal bump 140.
[0032]
In the above description, the resin film 17 is used as a film-like molded body made of an insulating resin, but an insulating resin such as liquid or paste may be used. In the case of liquid or paste, the insulating resin is applied to the pattern forming surface of the substrate 10 to a uniform thickness by printing or the like, and the insulating resin is applied by pressing the metal plate 30 against it. The metal plate 30 is projected from the through hole 30a.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, the shape of a plurality of external connection terminals provided integrally on a substrate can be formed in a desired shape, and for example, a wiring substrate having uniform external connection terminals without variations in height can be easily obtained. Can do. Therefore, if the present invention is used for a semiconductor device, the wiring board can be reliably mounted on the mounting board.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view when the wiring board according to the present invention is mounted.
FIG. 4 is a top view of a conventional wiring board.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a conventional method of manufacturing an external connection terminal.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 11 1st wiring pattern 12 2nd wiring pattern 15 Via 16 Conductor layer 17 Resin film 18 Insulating layer 19 Insulating protrusion 20 External connection terminal 21 Metal layer 30 Metal plate 31 Resist layer 40 Mounting board 41 Solder bump 50 Wiring board

Claims (2)

基板の一面側に突出して形成された絶縁性樹脂から成る複数個の絶縁性突起の各表面が導体層によって覆われた外部接続端子に形成されて成る配線基板を製造する際に、
前記配線基板を形成する基板の第1配線パターンが形成されたパターン形成面と、前記外部接続端子を形成する部位に貫通孔が形成された金属板の一面側との間に、絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体を挟み込むことにより、前記金属板の他面側に軟化状態の絶縁性樹脂の一部を各貫通孔から突出せしめ、前記パターン形成面に絶縁性樹脂から成る絶縁層を積層し、
次いで、前記金属板の他面側に突出した絶縁性樹脂から成る各突出部を除去した後、前記金属板をエッチングにより除去することにより、前記絶縁層から突出する複数個の絶縁性突起を形成し、
その後、前記第1配線パターンと、絶縁性突起の各々の表面を覆う導体層とを電気的に接続するビアを含む第2配線パターンを前記絶縁層に形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
When manufacturing a wiring board in which each surface of a plurality of insulating protrusions made of an insulating resin formed to protrude on one surface side of the substrate is formed on an external connection terminal covered with a conductor layer,
An insulating resin is used between the pattern forming surface on which the first wiring pattern of the substrate forming the wiring substrate is formed and the one surface side of the metal plate in which a through hole is formed in the portion where the external connection terminal is formed. By sandwiching the film-shaped molded body, a part of the softened insulating resin protrudes from each through hole on the other side of the metal plate, and an insulating layer made of an insulating resin is laminated on the pattern forming surface. And
Next, after removing each protrusion made of an insulating resin protruding to the other surface side of the metal plate, the metal plate is removed by etching to form a plurality of insulating protrusions protruding from the insulating layer. And
Thereafter, a second wiring pattern including a via for electrically connecting the first wiring pattern and a conductor layer covering each surface of the insulating protrusion is formed in the insulating layer. Method.
前記金属板の貫通孔を、円錐台形状とし、基板と前記金属板とによって絶縁性樹脂から成るフィルム状の成形体を挟み込む際に、前記円錐台形状の貫通孔の拡径側を前記フィルム状の成形体に向けるように、前記金属板を配設することを特徴とする請求項1記載の配線基板の製造方法。 The through-hole of the metal plate has a truncated cone shape, and when the film-shaped molded body made of an insulating resin is sandwiched between the substrate and the metal plate, the enlarged side of the through-hole of the truncated cone shape is the film shape. The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the metal plate is disposed so as to face the molded body .
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