ラウンド型半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法
【課題】パッド接続面がラウンド形状であって接続パッドとの接続面積が広くて接続信頼性が向上し、バンプ形成高さが均一な半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法の提供。
【解決手段】上下に配列された複数の回路層５３０と、前記回路層５３０の間に介在された絶縁層６００と、前記複数の回路層５３０のうち最下部回路層に形成された下部接続パッド５１５と、前記下部接続パッド５１５に電気的に接続し、パッド接続面がラウンド形状で、その他面が平坦な形状である半田バンプ３００とを含んでなる、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板を提供する。
【解決手段】上下に配列された複数の回路層５３０と、前記回路層５３０の間に介在された絶縁層６００と、前記複数の回路層５３０のうち最下部回路層に形成された下部接続パッド５１５と、前記下部接続パッド５１５に電気的に接続し、パッド接続面がラウンド形状で、その他面が平坦な形状である半田バンプ３００とを含んでなる、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法に係り、より詳しくは、パッド接続面がラウンド形状であって接続パッドとの接続面積が広くて接続信頼性が向上し、バンプ形成高さが均一な半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子産業の発達に伴い、電子部品の高機能化および軽薄短小化に対する要求が急増しており、このような電子部品を搭載するプリント基板も高密度配線化および薄板が求められている。
【０００３】
特に、通常のビルドアップ（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）配線基板は、ビルドアップ層をコア基板上に形成し、そのコア基板が形成されている状態で製品に用いられるため、配線基板全体の厚さが大きくなってしまうという問題があった。配線基板の厚さが大きい場合、配線の長さが長くなって信号処理時間が多くかかり、結果として高密度配線化の要求に逆行するという問題があった。
【０００４】
かかる問題点を解決するために、厚い厚さのコア基板を有しないコアレス基板が提案されている。図１〜図５にはこのような従来のコアレス基板の製造工程が示されている。以下に図１〜図５を参照しながら、従来の技術に係るコアレス基板の製造工程について説明する。
【０００５】
まず、図１に示すように、製造工程中にコアレス基板を支持するためのメタルキャリア１１上に下部絶縁層１２を形成する。その後、図２に示すように、下部絶縁層１２上に、多数のビルドアップ絶縁層１３ａと多数のビア１３ｃを持つ回路層１３ｂとからなるビルドアップ層１３を積層し、ビルドアップ層１３の最外層に上部絶縁層１４を形成する。
【０００６】
次に、図３に示すように、上部絶縁層１４に、ビルドアップ層１３の最外層に形成された回路層１３ｂの上部パッド部を露出させる開口部１４ａを形成する。この際、開口部１４ａはドリリングまたはレーザー照射によって形成する。その後、図４に示すように、メタルキャリア１１をエッチングによって除去する。
【０００７】
最後に、図５に示すように、下部絶縁層１２に、ビルドアップ層１３の最外層に形成された回路層１３ｂの下部パッド部を露出させる下部開口部１２ａを形成し、上部パッド部および下部パッド部に外部接続端子との接続のために半田ボール１５を形成する。このような製造工程によって従来のコアレス基板１０が製造された。
【０００８】
ところが、このような従来のコアレス基板１０およびその製造方法は次の問題点があった。
【０００９】
まず、従来のコアレス基板１０は、図５に示すように、上部パッド部および下部パッド部がそれぞれ上部開口部１４ａおよび下部開口部１２ａによって露出する構造を持つため、段差が発生するおそれがあり、これにより半田ボール１５と上／下部パッド部との整合度が落ちて接合信頼性が低下するという問題点があった。
【００１０】
従来のコアレス基板１０の製造方法は、製造工程中にコアレス基板１０を支持するためにメタルキャリア１１を使用することにより、製造コストが上昇し、前記メタルキャリア１１を除去するためにエッチング工程を行うことにより、工程時間が増加するという問題点があった。
【００１１】
また、従来のコアレス基板１０の製造方法は、メタルキャリア１１を基準として片面にのみビルドアップ層１３を形成するため、に生産性が低下し、片面にのみビルドアップ工程を行う場合、製造工程中に製品の撓みがさらに大きく発生するという問題が生ずるおそれがある。
【００１２】
更に、従来のコアレス基板１０の製造方法は、上部パッド部および下部パッド部を露出させるため、上部絶縁層１４および下部絶縁層１２に上部開口部１４ａおよび下部開口部１２ａを形成するドリリングまたはレーザー加工過程でコアレス基板１０に撓みを発生させるうえ、上部絶縁層１４および下部絶縁層１２の厚さによってパッド部と開口部１２ａ、１４ａの間に段差が発生するという問題点があった。
【００１３】
次に、コアレス基板１０を電子部品と接続するための半田ボールまたはバンプを形成するためにスクリーンプリンティング工程を行う場合、メタルマスクと薄型のコアレス基板１０とを接合すると、それらの間に空間が発生し、これによりコアレス基板１０に塗布される半田の量が不均一であるという問題点があった。このような問題点により、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程およびコイニング（ｃｏｉｎｉｎｇ）工程を行う場合、半田ボールまたはバンプの高さおよび直径の均一度が落ちて製品の収率が低下するという問題が発生した。
【００１４】
例えば、半田ボール形成工程などのバックエンド（ｂａｃｋ−ｅｎｄ）工程を行う際、２２０℃以上のＩＲリフローのような高温が加えられる工程で急激に製品の撓みが発生する。一般なコアレスＦＣＢ基板の場合、ＩＲリフロー回数が増加するにつれて撓みがさらに増大するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本発明は、上述した従来の技術の問題点を解決するためのもので、その目的とするところは、接続パッドとの接続面積が広くて接続信頼性が向上し、バンプ形成高さが均一な半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、リフロー工程およびコイニング工程の数を減らしながら、厚いコアを備えなくても撓み発生が少なく、微細ピッチに対応可能な半田バンプを有するプリント基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、上下に配列された複数の回路層と、前記回路層の間に介在された絶縁層と、前記複数の回路層のうち最下部回路層に形成された下部接続パッドと、前記下部接続パッドに電気的に接続し、パッド接続面がラウンド形状で、その他面が平坦な形状である半田バンプとを含んでなる、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板を提供する。
【００１８】
ここで、前記下部接続パッドは前記絶縁層の内部に凹んでいるラウンド形状であってもよい。
【００１９】
前記下部接続パッドと前記半田バンプとの間に形成された接続金属層をさらに含んでもよい。
【００２０】
前記複数の回路層のうち最上部回路層に形成された上部接続パッド、および前記最上部回路層の上部に形成され、前記上部接続パッドを露出させる開口部を有する半田レジスト層をさらに含んでもよい。
【００２１】
前記接続金属層はニッケルメッキ層であってもよい。
【００２２】
また、本発明の他の観点によれば、（Ａ）キャリアの上部に積層された金属箔上に、前記キャリアの外側に面するパッド接続面がラウンド形状である半田バンプを形成する段階と、（Ｂ）前記半田バンプを含んで前記金属箔に下部接続パッド用金属層を形成する段階と、（Ｃ）前記下部接続パッド用金属層の上部に、前記半田バンプと電気的に接続する回路層および絶縁層を有するビルドアップ層を形成する段階と、（Ｄ）前記キャリアを除去する段階と、（Ｅ）前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階とを含むことを特徴とする、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法が提供される。
【００２３】
ここで、前記半田バンプを形成する段階は、（ｉ）前記キャリアの上部に積層された金属箔上に、半田バンプ形成用開口部を有するプリントマスクを配置し、半田ペーストをプリントする段階と、（ｉｉ）リフロー工程を行い、前記プリントマスクを除去して半田バンプを形成する段階とを含んでもよい。
【００２４】
前記ビルドアップ層の最上部に形成された回路層は上部接続パッドを備え、前記ビルドアップ層を形成する段階の後に、前記ビルドアップの最上部に形成された回路層の上部に、前記上部接続パッドを露出させる開口部を有する半田レジスト層を形成する段階をさらに含んでもよい。
【００２５】
前記半田バンプを形成する段階の後で行われる、前記半田バンプを含んで前記金属箔の上部に接続金属層を形成する段階をさらに含み、前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階は、前記接続金属層を除去する段階をさらに含んでもよい。
【００２６】
前記キャリアは、絶縁樹脂層の片面または両面に銅箔が積層されてなる銅張積層板に離型層が形成されていてもよい。
【００２７】
前記プリントマスクは、露光／現像工程またはレーザードリリング工程によって半田バンプ形成用開口部がパターニングされたカバーフィルムであってもよい。
【００２８】
前記プリントマスクは、半田バンプ形成用開口部を有するメタルマスクであってもよい。
【００２９】
前記半田レジスト層をパターニングする段階の後、前記上部接続パッドの表面にＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅｓ）処理を施し、または無電解ニッケル／金メッキ（ＥＮＩＧ、Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉｃｋｅｌ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ）層を形成する段階をさらに含んでもよい。
【００３０】
前記接続金属層はニッケルメッキ層であってもよい。
【００３１】
本発明の特徴および利点らは、添付図面に基づいた次の詳細な説明からさらに明白になるであろう。これに先立ち、本明細書および請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的で辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板は、半田バンプが全て同一の高さを有し、バンプの高さが絶縁材の高さと実質的に一致するように形成されるので、バンプ平衡性（ｃｏ−ｐｌａｎａｒｉｔｙ）が実現され、これにより実装される電子部品との結合が良好に行われ得る。
【００３３】
また、本発明のラウンド型半田バンプは、パッド接続面がラウンド形状であって接続パッドとの接続面が広いため、半田バンプと接続パッドとの接続力が強いうえ、接続パッドが絶縁層の内部に埋め込まれているため、ボールせん断力（ｂａｌｌ ｓｈｅａｒ ｔｅｓｔ）などの実験の際に接続パッドが基板から分離される問題も予防され、これにより半田バンプの信頼性が大幅向上する。
【００３４】
次に、本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法によれば、剛性を有するキャリアにスクリーンプリンティング（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法で半田ペーストをプリントして半田バンプを形成するため、キャリアに接するバンプ形成面を平らにし、微細ピッチのバンプを形成することができるうえ、半田ペーストプリントの際にボリュームおよび高さを容易に調節することができ、これにより収率が向上する。
【００３５】
また、本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプの露出面が平らに形成されるため、バンプコイニング工程を行う必要がなく、これにより工程コストを減らすことができるという利点もある。
【００３６】
更に、本発明のプリント基板の製造方法は、リフロー工程済みの半田バンプを先に形成するため、プリント基板の積層工程が完了した以後には、基板の撓み現象を引き起こすリフロー工程を１回のみ行うことにより、半田ボールの形成されたパッケージ基板を製造することができ、これにより撓みの少ないパッケージング信頼性に優れた基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の一例である。
【図２】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の他の例である。
【図３】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の更に他の例である。
【図４】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の別の例である。
【図５】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の更に別の例である。
【図６】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の断面図である。
【図７】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１）を示す断面図である。
【図８】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（２）を示す断面図である。
【図９】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（３）を示す断面図である。
【図１０】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（４）を示す断面図である。
【図１１】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（５）を示す断面図である。
【図１２】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（６）を示す断面図である。
【図１３】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（７）を示す断面図である。
【図１４】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（８）を示す断面図である。
【図１５】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（９）を示す断面図である。
【図１６】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１０）を示す断面図である。
【図１７】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１１）を示す断面図である。
【図１８】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１２）を示す断面図である。
【図１９】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１３）を示す断面図である。
【図２０】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１４）を示す断面図である。
【図２１】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１５）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の好適な実施例について詳細に説明する。添付図面において、同一または対応の構成要素については、同一の符号を付し、重複説明を省略する。本明細書において、上部、下部などの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するために使用されるもので、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。
【００３９】
図６は本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の概略構成図である。
【００４０】
図６に示すように、本実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板は、上下に配列された複数の回路層と、回路層の間に介在された絶縁層６００と、最下部回路層に形成された下部接続パッド５１５と、下部接続パッド５１５に電気的に接続するラウンド型半田バンプ３００とを含んでなるものである。
【００４１】
プリント基板（ＰＣＢ）は、フェノール樹脂絶縁板またはエポキシ樹脂絶縁板など、絶縁材に形成された回路パターンを介して、実装された部品を電気的にお互いに接続し、電源などを供給すると同時に部品を機械的に固定させる役割を果たすものである。プリント基板としては、絶縁材の片面にのみ回路層を形成した片面ＰＣＢ、両面に回路層を形成した両面ＰＣＢ、および多層に配線した多層プリント基板（ＭＬＢ、Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｂｏａｒｄ）がある。
【００４２】
具体的に、本実施例は、電子部品をメインボードに実装するためのパッケージ基板に関するものである。図６には２つの絶縁層６００と３層の回路層からなる多層プリント基板が示されるが、本発明は、これに限定されるものではなく、２以上の回路層を持つ多層プリント基板に適用可能である。
【００４３】
下部接続パッド５１５は、プリント基板を構成する回路層のうち最下部回路層に形成される。下部接続パッド５１５は、絶縁層６００の内部に凹んでいるラウンド形状である。下部接続パッド５１５は、例えば銅、金、銀、ニッケルなどの伝導性金属から構成できる。本実施例の下部接続パッド５１５は銅から構成される。
【００４４】
半田バンプ３００は、下部接続パッド５１５に電気的に接続し、パッド接続面がラウンド形状であり、その他面が平らな形状である。一方、下部接続パッド５１５と半田バンプ３００との間に接続金属層４００が形成されてもよい。接続金属層４００は、選択的な構成要素であって、必ずしも形成されるべきものではないが、下部接続パッド５１５と半田バンプ３００間の拡散を防止する機能を果たすので形成することがよい。接続金属層４００は、伝導性金属からなり、好ましくは下部接続パッド５１５とは異なる物質からなる。本実施例に係るプリント基板は、ニッケルからなる接続金属層４００を含む。
【００４５】
また、本実施例に係るプリント基板は、プリント基板を構成する回路層のうち最上部回路層５５０に形成された上部接続パッド５５５と、最上部回路層５５０の上部に形成され、上部接続パッド５５５を露出させる開口部７１０を有する半田レジスト層７００とをさらに含む。この際、上部接続パッド５５５の上面には無電解ニッケル／金メッキ層８００が形成できる。
【００４６】
図６において、未説明符号５３０は、最上部回路層５５０と、下部接続パッド５１５からなる最下部回路層との間に形成された回路層であり、未説明符号５５１は、最上部回路層５５０に形成された回路パターンである。
【００４７】
本実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板は、半田バンプ３００が全て同一の高さを有し、バンプの高さが絶縁層６００の高さと実質的に一致するように形成されるので、バンプ平衡性（ｃｏ−ｐｌａｎａｒｉｔｙ）が実現され、これにより実装される電子部品との結合が良好に行われ得る。
【００４８】
そして、ラウンド型半田バンプ３００は、パッド接続面がラウンド形状であって接続パッドとの接続面積が広いため、半田バンプ３００と接続パッドとの接続力が強いうえ、接続パッドが絶縁層６００の内部に埋め込まれているため、例えばボールせん断力テストなどの実験の際に接続パッドが基板から分離される問題も予防され、半田バンプ３００の信頼性が大幅向上する。また、ラウンド型半田バンプ３００は、バンプ間のナンウエット（Ｎｏｎ−ｗｅｔ）発生が減少して収率が向上する。更に、ラウンド型半田バンプ３００は、バンプアンダーフィル（Ｂｕｍｐ ｕｎｄｅｒ ｆｉｌｌ；ＢＵＦ）の形成が容易でボイド発生問題がないため、チップなどの電子部品の実装後に信頼性が増大するという利点がある。
【００４９】
以下、本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法について述べる。図７〜図２１は本発明の実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法を工程（１）〜（１５）の順序とおりに示す図である。
【００５０】
まず、キャリア１００の上部に積層された金属箔１９０上に、キャリア１００の外側に面するパッド接続面がラウンド形状である半田バンプ３００を形成する段階である。図７に示すように、製造工程中にプリント基板が撓む問題を防止するために、支持体機能を果たすキャリア１００を準備する。例えば、キャリア１００は、絶縁樹脂層１１０の両面に銅箔１３０層が形成されてなる両面銅張積層板に絶縁材１５０および離型層１７０が形成された構造を持つ。この際、両面銅張積層板は、一定の剛性を持つために、絶縁樹脂層１１０にガラス材を含有しており、約１００〜８００μｍの厚さを持つことが好ましい。
【００５１】
また、離型層１７０は、銅箔１３０より小さい長さおよび面積を有し、銅箔１３０の両側部分を除いて絶縁材１５０の上部に形成されることが好ましい。これは、プリント基板の製造工程の後半にプリント基板とキャリア１００との分離を容易にするためである。一方、離型層１７０は、一般な離型物質を薄膜コーティングまたはスパッタリング工程によって形成できる。キャリア１００の上部には、離型層１７０が形成されていない絶縁材１５０の部分によってキャリア１００に拘束される金属箔１９０が積層されている。金属箔１９０は、例えば銅、金、銀などの伝導性金属からなり、本実施例では銅箔を使用する。
【００５２】
次に、図８に示すように、キャリア１００の上部に、半田バンプ３００形成用開口部を有するプリントマスク２００を配置する。プリントマスク２００は、半田ペースト３１０を半田バンプ形成位置にプリントするための構成であって、例えばメタルまたはカバーフィルムなどからなるマスクが採用できる。本実施例では、感光性樹脂からなるカバーフィルムをプリントマスク２００として使用し、カバーフィルムを積層し、露光／現像工程またはレーザードリリング工程によってカバーフィルムに半田バンプ形成用開口部をパターニングする。本段階でプリントマスク２００の厚さを調節することにより、半田バンプ３００の高さを容易に調節することができる。
【００５３】
次に、図９に示すように、スキージ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）などのスクリーンプリント装置（図示せず）を用いてプリントマスク２００の開口部を介してキャリア１００の上部に半田ペースト３１０をプリントする。半田ペースト３１０は、例えば、錫／鉛（Ｓｎ／Ｐｂ）、錫／銀／銅（Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ）、錫／銀（Ｓｎ／Ａｇ）、錫／銅（Ｓｎ／Ｃｕ）、錫／ビスマス（Ｓｎ／Ｂｉ）、錫／亜鉛／ビスマス（Ｓｎ／Ｚｎ／Ｂｉ）または錫／銀／ビスマス（Ｓｎ／Ａｎ／Ｂｉ）などの組み合わせから構成できる。
【００５４】
その後、図１０に示すように、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程を行って半田バンプ３００を形成する。リフロー工程によって、ラウンド形状の半田ペースト３１０が、キャリア１００の外側に面するパッド接続面に形成され、金属箔１９０と接する面は平らな形状を維持する半田バンプ３００を形成する。
【００５５】
次いで、図１１に示すように、プリントマスク２００を除去する。
【００５６】
その後、図１２に示すように、半田バンプ３００を含んで前記キャリア１００の上部に接続金属層４００を形成することができる。接続金属層４００は、下部接続パッド５１５（図６参照）と半田バンプ３００間の拡散防止のためにこれらの間に形成されるものであり、接続金属層４００はニッケルからなることが好ましい。接続金属層４００は電解メッキによって行われ得る。これを形成することは選択事項である。
【００５７】
次に、図１３に示すように、半田バンプ３００を含んでキャリア１００の上部に（接続金属層４００がある場合、接続金属層４００の上部に）下部接続パッド用金属層５１０を形成する段階である。キャリア１００に積層された金属箔１９０を引き込み線として電解メッキを行い、半田バンプ３００およびキャリア１００の上部に下部接続パッド用金属層５１０を形成することができる。以後の工程で、下部接続用金属層は、製造されるプリント基板の最下部回路層を形成し、半田バンプ３００に接続する下部接続パッド５１５を持つようにパターニングされる。下部接続パッド用金属層５１０は、例えば銅、ニッケル、金、銀などの導電性金属から構成でき、本実施例では銅を使用する。
【００５８】
次に、下部接続パッド用金属層５１０の上部に、絶縁層６００および半田バンプ３００と電気的に接続する回路層５３０を有するビルドアップ層を形成する段階である。ビルドアップ層を形成する工程として、サブトラクティブ（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）工法、アディティビ（ａｄｄｉｔｉｖｅ）工法、セミアディティブ（Ｓｅｍｉ−ａｄｄｉｔｉｖｅ）工法、および修正されたセミアディティブ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｅｍｉ−ａｄｄｉｔｉｖｅ）工法などを挙げることができるが、本実施例では、例示的にセミアディティブ工法によってビルドアップ層を形成する工程について述べる。
【００５９】
図１４に示すように、下部接続パッド用金属層５１０の上部に絶縁層６００を積層し、半田バンプ３００が形成された部分にレーザードリル、例えばＣＯ２レーザードリリングなどによってビアホールを形成した後、無電解メッキ、メッキレジスト層の形成およびパターニング、並びに電解メッキ工程を経て、回路層５３０および絶縁層６００からなるビルドアップ層を形成することができる。
【００６０】
図１５は回路層５３０の上部に追加のビルドアップ層を形成する段階を示す図である。追加のビルドアップ層は、図１４について述べたものと同一の方式で形成できる。追加のビルドアップ層の形成によって、上部接続パッド５５５および回路パターン５５１を含む最上部回路層５５０が形成される。本実施例では、１層の追加ビルドアップ層を形成するが、必要に応じて追加のビルドアップ層をさらに形成し得ることを、当業者であれば容易に理解できるであろう。すなわち、ビルドアップ層の層数によって本発明の範囲が限定されるのではない。
【００６１】
次に、図１６に示すように、最上部回路層５５０の上部に、前記上部接続パッド５５５を露出させる開口部７１０を有する半田レジスト層７００を形成する。
【００６２】
その後、選択的に、図１７に示すように、上部接続パッド５５５の表面にＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅｓ）処理を施し、或いは無電解ニッケル／金メッキ層（ＥＮＩＧ、Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉｃｋｅｌ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ）８００を形成することができる。
【００６３】
次いで、キャリア１００を除去する段階である。図１８に示すように、キャリア１００、およびキャリア１００上に積層されたプリント基板の側部をルーティング工程を用いて切断することにより、キャリア１００を金属箔１９０およびプリント基板から分離することができる。ここで、ルーティング工程は、ルーティングビットを用いて機械的に切断／裁断工程を行うことをいう。プリント基板およびキャリア１００の側部を切断して除去することにより、キャリア１００に積層された金属箔１９０を拘束していた絶縁層６００の部分が除去され、金属箔１９０およびプリント基板がキャリア１００から分離される。
【００６４】
その次、図１９に示すように、金属箔１９０を除去し、接続金属層４００を形成した場合には、図２０に示すように、接続金属層４００の露出部を除去し、図２１に示すように、露出した下部接続パッド形成用金属層５１０を除去する。このような工程によって絶縁層６００の内部に凹んでいるラウンド形状の下部接続パッド５１５が形成される。
【００６５】
一方、金属箔１９０、接続金属層４００の露出部、および下部接続パッド５１５形成用金属層５１０の露出部は、エッチング溶液を用いて順次除去することができるうえ、共通のエッチング液を用いて一挙に除去することもできる。
【００６６】
この際、接続金属層４００が、金属箔１９０および下部接続パッド用金属層とは異なる物質から構成された場合には、選択的エッチング液を用いて順次除去することが好ましい。本実施例での如く、金属箔１９０および下部接続パッド用金属層５１０が銅からなり、接続金属層４００がニッケルからなる場合には、ニッケルのみを選択的にエッチングするニッケル選択エッチング液を用いて順次除去することが可能である。ニッケル選択エッチング液とは、銅を溶解させないニッケルおよびニッケル合金のみを溶解させる溶液のことをいう。ニッケルの選択エッチング液は、濃度５５０ｍＬ／Ｌ〜６５０ｍＬ／Ｌの硫酸溶液、硫酸と硝酸との混酸溶液、および硫酸とｍ−ニトロベンゼンスルホン酸との混合溶液を使用することが好ましい。
【００６７】
上述したような方法によって、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板を製造することができる。上述した実施例では、説明の便宜上、キャリア１００の一側にのみプリント基板を形成する工程について述べたが、キャリア１００の両面に同時にプリント基板を形成してもよい。
【００６８】
本実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法によれば、剛性を持つキャリア１００にスクリーンプリンティング方法によって半田ペースト３１０をプリントして半田バンプ３００を形成するため、バンプ形成面を平らにし、微細ピッチのバンプを形成することができるうえ、半田ペースト３１０のプリントの際にボリュームおよび高さを容易に調節することができ、これにより収率が向上する。
【００６９】
本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプ３００の露出面が平らに形成されるため、バンプコイニング工程を行う必要がなく、これにより工程コストを減らすことができるという利点もある。
【００７０】
また、本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプ３００の形成面には半田レジスト層などの保護層を形成する必要がないという利点がある。
【００７１】
更に、本発明のプリント基板の製造方法は、リフロー工程済みの半田バンプ３００を先ず形成するので、プリント基板の積層基板が完了した以後には、基板の撓み現象を引き起こすリフロー工程を１回のみ行うことにより、半田ボールの形成されたパッケージ基板を製造することができる。これにより、撓みの少ないパッケージング信頼性に優れた基板を得ることができる。
【００７２】
更にまた、本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプ３００がスケール変化のないキャリア１００の上部にプリントされるので、バンプの位置がＣＡＤ設計値に最も近接し、電子部品との連結の際に整合力が向上するという利点がある。
【００７３】
一方、本発明は記載された実施例に限定されないことは言うまでもない。当技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の思想および範囲から外れることなく、多様に修正および変形を加え得ることは明らかである。よって、それらの変形例または修正例についても本発明の特許請求の範囲に属するものと理解すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法は、コアレス基板およびその製造方法において、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００ キャリア
１９０ 金属箔
２００ プリントマスク
３１０ 半田ペースト
３００ 半田バンプ
４００ 接続金属層
５１０ 下部接続パッド形成用金属層
５１５ 下部接続パッド
５３０ 回路層
５５０ 最上部回路層
５５１ 回路パターン
５５５ 上部接続パッド
６００ 絶縁層
７００ 半田レジスト
８００ 無電解メッキ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法に係り、より詳しくは、パッド接続面がラウンド形状であって接続パッドとの接続面積が広くて接続信頼性が向上し、バンプ形成高さが均一な半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子産業の発達に伴い、電子部品の高機能化および軽薄短小化に対する要求が急増しており、このような電子部品を搭載するプリント基板も高密度配線化および薄板が求められている。
【０００３】
特に、通常のビルドアップ（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）配線基板は、ビルドアップ層をコア基板上に形成し、そのコア基板が形成されている状態で製品に用いられるため、配線基板全体の厚さが大きくなってしまうという問題があった。配線基板の厚さが大きい場合、配線の長さが長くなって信号処理時間が多くかかり、結果として高密度配線化の要求に逆行するという問題があった。
【０００４】
かかる問題点を解決するために、厚い厚さのコア基板を有しないコアレス基板が提案されている。図１〜図５にはこのような従来のコアレス基板の製造工程が示されている。以下に図１〜図５を参照しながら、従来の技術に係るコアレス基板の製造工程について説明する。
【０００５】
まず、図１に示すように、製造工程中にコアレス基板を支持するためのメタルキャリア１１上に下部絶縁層１２を形成する。その後、図２に示すように、下部絶縁層１２上に、多数のビルドアップ絶縁層１３ａと多数のビア１３ｃを持つ回路層１３ｂとからなるビルドアップ層１３を積層し、ビルドアップ層１３の最外層に上部絶縁層１４を形成する。
【０００６】
次に、図３に示すように、上部絶縁層１４に、ビルドアップ層１３の最外層に形成された回路層１３ｂの上部パッド部を露出させる開口部１４ａを形成する。この際、開口部１４ａはドリリングまたはレーザー照射によって形成する。その後、図４に示すように、メタルキャリア１１をエッチングによって除去する。
【０００７】
最後に、図５に示すように、下部絶縁層１２に、ビルドアップ層１３の最外層に形成された回路層１３ｂの下部パッド部を露出させる下部開口部１２ａを形成し、上部パッド部および下部パッド部に外部接続端子との接続のために半田ボール１５を形成する。このような製造工程によって従来のコアレス基板１０が製造された。
【０００８】
ところが、このような従来のコアレス基板１０およびその製造方法は次の問題点があった。
【０００９】
まず、従来のコアレス基板１０は、図５に示すように、上部パッド部および下部パッド部がそれぞれ上部開口部１４ａおよび下部開口部１２ａによって露出する構造を持つため、段差が発生するおそれがあり、これにより半田ボール１５と上／下部パッド部との整合度が落ちて接合信頼性が低下するという問題点があった。
【００１０】
従来のコアレス基板１０の製造方法は、製造工程中にコアレス基板１０を支持するためにメタルキャリア１１を使用することにより、製造コストが上昇し、前記メタルキャリア１１を除去するためにエッチング工程を行うことにより、工程時間が増加するという問題点があった。
【００１１】
また、従来のコアレス基板１０の製造方法は、メタルキャリア１１を基準として片面にのみビルドアップ層１３を形成するため、に生産性が低下し、片面にのみビルドアップ工程を行う場合、製造工程中に製品の撓みがさらに大きく発生するという問題が生ずるおそれがある。
【００１２】
更に、従来のコアレス基板１０の製造方法は、上部パッド部および下部パッド部を露出させるため、上部絶縁層１４および下部絶縁層１２に上部開口部１４ａおよび下部開口部１２ａを形成するドリリングまたはレーザー加工過程でコアレス基板１０に撓みを発生させるうえ、上部絶縁層１４および下部絶縁層１２の厚さによってパッド部と開口部１２ａ、１４ａの間に段差が発生するという問題点があった。
【００１３】
次に、コアレス基板１０を電子部品と接続するための半田ボールまたはバンプを形成するためにスクリーンプリンティング工程を行う場合、メタルマスクと薄型のコアレス基板１０とを接合すると、それらの間に空間が発生し、これによりコアレス基板１０に塗布される半田の量が不均一であるという問題点があった。このような問題点により、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程およびコイニング（ｃｏｉｎｉｎｇ）工程を行う場合、半田ボールまたはバンプの高さおよび直径の均一度が落ちて製品の収率が低下するという問題が発生した。
【００１４】
例えば、半田ボール形成工程などのバックエンド（ｂａｃｋ−ｅｎｄ）工程を行う際、２２０℃以上のＩＲリフローのような高温が加えられる工程で急激に製品の撓みが発生する。一般なコアレスＦＣＢ基板の場合、ＩＲリフロー回数が増加するにつれて撓みがさらに増大するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本発明は、上述した従来の技術の問題点を解決するためのもので、その目的とするところは、接続パッドとの接続面積が広くて接続信頼性が向上し、バンプ形成高さが均一な半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、リフロー工程およびコイニング工程の数を減らしながら、厚いコアを備えなくても撓み発生が少なく、微細ピッチに対応可能な半田バンプを有するプリント基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、上下に配列された複数の回路層と、前記回路層の間に介在された絶縁層と、前記複数の回路層のうち最下部回路層に形成された下部接続パッドと、前記下部接続パッドに電気的に接続し、パッド接続面がラウンド形状で、その他面が平坦な形状である半田バンプとを含んでなる、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板を提供する。
【００１８】
ここで、前記下部接続パッドは前記絶縁層の内部に凹んでいるラウンド形状であってもよい。
【００１９】
前記下部接続パッドと前記半田バンプとの間に形成された接続金属層をさらに含んでもよい。
【００２０】
前記複数の回路層のうち最上部回路層に形成された上部接続パッド、および前記最上部回路層の上部に形成され、前記上部接続パッドを露出させる開口部を有する半田レジスト層をさらに含んでもよい。
【００２１】
前記接続金属層はニッケルメッキ層であってもよい。
【００２２】
また、本発明の他の観点によれば、（Ａ）キャリアの上部に積層された金属箔上に、前記キャリアの外側に面するパッド接続面がラウンド形状である半田バンプを形成する段階と、（Ｂ）前記半田バンプを含んで前記金属箔に下部接続パッド用金属層を形成する段階と、（Ｃ）前記下部接続パッド用金属層の上部に、前記半田バンプと電気的に接続する回路層および絶縁層を有するビルドアップ層を形成する段階と、（Ｄ）前記キャリアを除去する段階と、（Ｅ）前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階とを含むことを特徴とする、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法が提供される。
【００２３】
ここで、前記半田バンプを形成する段階は、（ｉ）前記キャリアの上部に積層された金属箔上に、半田バンプ形成用開口部を有するプリントマスクを配置し、半田ペーストをプリントする段階と、（ｉｉ）リフロー工程を行い、前記プリントマスクを除去して半田バンプを形成する段階とを含んでもよい。
【００２４】
前記ビルドアップ層の最上部に形成された回路層は上部接続パッドを備え、前記ビルドアップ層を形成する段階の後に、前記ビルドアップの最上部に形成された回路層の上部に、前記上部接続パッドを露出させる開口部を有する半田レジスト層を形成する段階をさらに含んでもよい。
【００２５】
前記半田バンプを形成する段階の後で行われる、前記半田バンプを含んで前記金属箔の上部に接続金属層を形成する段階をさらに含み、前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階は、前記接続金属層を除去する段階をさらに含んでもよい。
【００２６】
前記キャリアは、絶縁樹脂層の片面または両面に銅箔が積層されてなる銅張積層板に離型層が形成されていてもよい。
【００２７】
前記プリントマスクは、露光／現像工程またはレーザードリリング工程によって半田バンプ形成用開口部がパターニングされたカバーフィルムであってもよい。
【００２８】
前記プリントマスクは、半田バンプ形成用開口部を有するメタルマスクであってもよい。
【００２９】
前記半田レジスト層をパターニングする段階の後、前記上部接続パッドの表面にＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅｓ）処理を施し、または無電解ニッケル／金メッキ（ＥＮＩＧ、Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉｃｋｅｌ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ）層を形成する段階をさらに含んでもよい。
【００３０】
前記接続金属層はニッケルメッキ層であってもよい。
【００３１】
本発明の特徴および利点らは、添付図面に基づいた次の詳細な説明からさらに明白になるであろう。これに先立ち、本明細書および請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的で辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板は、半田バンプが全て同一の高さを有し、バンプの高さが絶縁材の高さと実質的に一致するように形成されるので、バンプ平衡性（ｃｏ−ｐｌａｎａｒｉｔｙ）が実現され、これにより実装される電子部品との結合が良好に行われ得る。
【００３３】
また、本発明のラウンド型半田バンプは、パッド接続面がラウンド形状であって接続パッドとの接続面が広いため、半田バンプと接続パッドとの接続力が強いうえ、接続パッドが絶縁層の内部に埋め込まれているため、ボールせん断力（ｂａｌｌ ｓｈｅａｒ ｔｅｓｔ）などの実験の際に接続パッドが基板から分離される問題も予防され、これにより半田バンプの信頼性が大幅向上する。
【００３４】
次に、本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法によれば、剛性を有するキャリアにスクリーンプリンティング（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法で半田ペーストをプリントして半田バンプを形成するため、キャリアに接するバンプ形成面を平らにし、微細ピッチのバンプを形成することができるうえ、半田ペーストプリントの際にボリュームおよび高さを容易に調節することができ、これにより収率が向上する。
【００３５】
また、本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプの露出面が平らに形成されるため、バンプコイニング工程を行う必要がなく、これにより工程コストを減らすことができるという利点もある。
【００３６】
更に、本発明のプリント基板の製造方法は、リフロー工程済みの半田バンプを先に形成するため、プリント基板の積層工程が完了した以後には、基板の撓み現象を引き起こすリフロー工程を１回のみ行うことにより、半田ボールの形成されたパッケージ基板を製造することができ、これにより撓みの少ないパッケージング信頼性に優れた基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の一例である。
【図２】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の他の例である。
【図３】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の更に他の例である。
【図４】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の別の例である。
【図５】従来のコアレス基板を製造する方法を説明するための工程断面図の更に別の例である。
【図６】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の断面図である。
【図７】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１）を示す断面図である。
【図８】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（２）を示す断面図である。
【図９】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（３）を示す断面図である。
【図１０】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（４）を示す断面図である。
【図１１】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（５）を示す断面図である。
【図１２】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（６）を示す断面図である。
【図１３】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（７）を示す断面図である。
【図１４】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（８）を示す断面図である。
【図１５】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（９）を示す断面図である。
【図１６】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１０）を示す断面図である。
【図１７】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１１）を示す断面図である。
【図１８】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１２）を示す断面図である。
【図１９】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１３）を示す断面図である。
【図２０】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１４）を示す断面図である。
【図２１】本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法の工程順序（１５）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の好適な実施例について詳細に説明する。添付図面において、同一または対応の構成要素については、同一の符号を付し、重複説明を省略する。本明細書において、上部、下部などの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するために使用されるもので、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。
【００３９】
図６は本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の概略構成図である。
【００４０】
図６に示すように、本実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板は、上下に配列された複数の回路層と、回路層の間に介在された絶縁層６００と、最下部回路層に形成された下部接続パッド５１５と、下部接続パッド５１５に電気的に接続するラウンド型半田バンプ３００とを含んでなるものである。
【００４１】
プリント基板（ＰＣＢ）は、フェノール樹脂絶縁板またはエポキシ樹脂絶縁板など、絶縁材に形成された回路パターンを介して、実装された部品を電気的にお互いに接続し、電源などを供給すると同時に部品を機械的に固定させる役割を果たすものである。プリント基板としては、絶縁材の片面にのみ回路層を形成した片面ＰＣＢ、両面に回路層を形成した両面ＰＣＢ、および多層に配線した多層プリント基板（ＭＬＢ、Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒｅｄ Ｂｏａｒｄ）がある。
【００４２】
具体的に、本実施例は、電子部品をメインボードに実装するためのパッケージ基板に関するものである。図６には２つの絶縁層６００と３層の回路層からなる多層プリント基板が示されるが、本発明は、これに限定されるものではなく、２以上の回路層を持つ多層プリント基板に適用可能である。
【００４３】
下部接続パッド５１５は、プリント基板を構成する回路層のうち最下部回路層に形成される。下部接続パッド５１５は、絶縁層６００の内部に凹んでいるラウンド形状である。下部接続パッド５１５は、例えば銅、金、銀、ニッケルなどの伝導性金属から構成できる。本実施例の下部接続パッド５１５は銅から構成される。
【００４４】
半田バンプ３００は、下部接続パッド５１５に電気的に接続し、パッド接続面がラウンド形状であり、その他面が平らな形状である。一方、下部接続パッド５１５と半田バンプ３００との間に接続金属層４００が形成されてもよい。接続金属層４００は、選択的な構成要素であって、必ずしも形成されるべきものではないが、下部接続パッド５１５と半田バンプ３００間の拡散を防止する機能を果たすので形成することがよい。接続金属層４００は、伝導性金属からなり、好ましくは下部接続パッド５１５とは異なる物質からなる。本実施例に係るプリント基板は、ニッケルからなる接続金属層４００を含む。
【００４５】
また、本実施例に係るプリント基板は、プリント基板を構成する回路層のうち最上部回路層５５０に形成された上部接続パッド５５５と、最上部回路層５５０の上部に形成され、上部接続パッド５５５を露出させる開口部７１０を有する半田レジスト層７００とをさらに含む。この際、上部接続パッド５５５の上面には無電解ニッケル／金メッキ層８００が形成できる。
【００４６】
図６において、未説明符号５３０は、最上部回路層５５０と、下部接続パッド５１５からなる最下部回路層との間に形成された回路層であり、未説明符号５５１は、最上部回路層５５０に形成された回路パターンである。
【００４７】
本実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板は、半田バンプ３００が全て同一の高さを有し、バンプの高さが絶縁層６００の高さと実質的に一致するように形成されるので、バンプ平衡性（ｃｏ−ｐｌａｎａｒｉｔｙ）が実現され、これにより実装される電子部品との結合が良好に行われ得る。
【００４８】
そして、ラウンド型半田バンプ３００は、パッド接続面がラウンド形状であって接続パッドとの接続面積が広いため、半田バンプ３００と接続パッドとの接続力が強いうえ、接続パッドが絶縁層６００の内部に埋め込まれているため、例えばボールせん断力テストなどの実験の際に接続パッドが基板から分離される問題も予防され、半田バンプ３００の信頼性が大幅向上する。また、ラウンド型半田バンプ３００は、バンプ間のナンウエット（Ｎｏｎ−ｗｅｔ）発生が減少して収率が向上する。更に、ラウンド型半田バンプ３００は、バンプアンダーフィル（Ｂｕｍｐ ｕｎｄｅｒ ｆｉｌｌ；ＢＵＦ）の形成が容易でボイド発生問題がないため、チップなどの電子部品の実装後に信頼性が増大するという利点がある。
【００４９】
以下、本発明の好適な実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法について述べる。図７〜図２１は本発明の実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法を工程（１）〜（１５）の順序とおりに示す図である。
【００５０】
まず、キャリア１００の上部に積層された金属箔１９０上に、キャリア１００の外側に面するパッド接続面がラウンド形状である半田バンプ３００を形成する段階である。図７に示すように、製造工程中にプリント基板が撓む問題を防止するために、支持体機能を果たすキャリア１００を準備する。例えば、キャリア１００は、絶縁樹脂層１１０の両面に銅箔１３０層が形成されてなる両面銅張積層板に絶縁材１５０および離型層１７０が形成された構造を持つ。この際、両面銅張積層板は、一定の剛性を持つために、絶縁樹脂層１１０にガラス材を含有しており、約１００〜８００μｍの厚さを持つことが好ましい。
【００５１】
また、離型層１７０は、銅箔１３０より小さい長さおよび面積を有し、銅箔１３０の両側部分を除いて絶縁材１５０の上部に形成されることが好ましい。これは、プリント基板の製造工程の後半にプリント基板とキャリア１００との分離を容易にするためである。一方、離型層１７０は、一般な離型物質を薄膜コーティングまたはスパッタリング工程によって形成できる。キャリア１００の上部には、離型層１７０が形成されていない絶縁材１５０の部分によってキャリア１００に拘束される金属箔１９０が積層されている。金属箔１９０は、例えば銅、金、銀などの伝導性金属からなり、本実施例では銅箔を使用する。
【００５２】
次に、図８に示すように、キャリア１００の上部に、半田バンプ３００形成用開口部を有するプリントマスク２００を配置する。プリントマスク２００は、半田ペースト３１０を半田バンプ形成位置にプリントするための構成であって、例えばメタルまたはカバーフィルムなどからなるマスクが採用できる。本実施例では、感光性樹脂からなるカバーフィルムをプリントマスク２００として使用し、カバーフィルムを積層し、露光／現像工程またはレーザードリリング工程によってカバーフィルムに半田バンプ形成用開口部をパターニングする。本段階でプリントマスク２００の厚さを調節することにより、半田バンプ３００の高さを容易に調節することができる。
【００５３】
次に、図９に示すように、スキージ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）などのスクリーンプリント装置（図示せず）を用いてプリントマスク２００の開口部を介してキャリア１００の上部に半田ペースト３１０をプリントする。半田ペースト３１０は、例えば、錫／鉛（Ｓｎ／Ｐｂ）、錫／銀／銅（Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ）、錫／銀（Ｓｎ／Ａｇ）、錫／銅（Ｓｎ／Ｃｕ）、錫／ビスマス（Ｓｎ／Ｂｉ）、錫／亜鉛／ビスマス（Ｓｎ／Ｚｎ／Ｂｉ）または錫／銀／ビスマス（Ｓｎ／Ａｎ／Ｂｉ）などの組み合わせから構成できる。
【００５４】
その後、図１０に示すように、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程を行って半田バンプ３００を形成する。リフロー工程によって、ラウンド形状の半田ペースト３１０が、キャリア１００の外側に面するパッド接続面に形成され、金属箔１９０と接する面は平らな形状を維持する半田バンプ３００を形成する。
【００５５】
次いで、図１１に示すように、プリントマスク２００を除去する。
【００５６】
その後、図１２に示すように、半田バンプ３００を含んで前記キャリア１００の上部に接続金属層４００を形成することができる。接続金属層４００は、下部接続パッド５１５（図６参照）と半田バンプ３００間の拡散防止のためにこれらの間に形成されるものであり、接続金属層４００はニッケルからなることが好ましい。接続金属層４００は電解メッキによって行われ得る。これを形成することは選択事項である。
【００５７】
次に、図１３に示すように、半田バンプ３００を含んでキャリア１００の上部に（接続金属層４００がある場合、接続金属層４００の上部に）下部接続パッド用金属層５１０を形成する段階である。キャリア１００に積層された金属箔１９０を引き込み線として電解メッキを行い、半田バンプ３００およびキャリア１００の上部に下部接続パッド用金属層５１０を形成することができる。以後の工程で、下部接続用金属層は、製造されるプリント基板の最下部回路層を形成し、半田バンプ３００に接続する下部接続パッド５１５を持つようにパターニングされる。下部接続パッド用金属層５１０は、例えば銅、ニッケル、金、銀などの導電性金属から構成でき、本実施例では銅を使用する。
【００５８】
次に、下部接続パッド用金属層５１０の上部に、絶縁層６００および半田バンプ３００と電気的に接続する回路層５３０を有するビルドアップ層を形成する段階である。ビルドアップ層を形成する工程として、サブトラクティブ（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）工法、アディティビ（ａｄｄｉｔｉｖｅ）工法、セミアディティブ（Ｓｅｍｉ−ａｄｄｉｔｉｖｅ）工法、および修正されたセミアディティブ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｅｍｉ−ａｄｄｉｔｉｖｅ）工法などを挙げることができるが、本実施例では、例示的にセミアディティブ工法によってビルドアップ層を形成する工程について述べる。
【００５９】
図１４に示すように、下部接続パッド用金属層５１０の上部に絶縁層６００を積層し、半田バンプ３００が形成された部分にレーザードリル、例えばＣＯ２レーザードリリングなどによってビアホールを形成した後、無電解メッキ、メッキレジスト層の形成およびパターニング、並びに電解メッキ工程を経て、回路層５３０および絶縁層６００からなるビルドアップ層を形成することができる。
【００６０】
図１５は回路層５３０の上部に追加のビルドアップ層を形成する段階を示す図である。追加のビルドアップ層は、図１４について述べたものと同一の方式で形成できる。追加のビルドアップ層の形成によって、上部接続パッド５５５および回路パターン５５１を含む最上部回路層５５０が形成される。本実施例では、１層の追加ビルドアップ層を形成するが、必要に応じて追加のビルドアップ層をさらに形成し得ることを、当業者であれば容易に理解できるであろう。すなわち、ビルドアップ層の層数によって本発明の範囲が限定されるのではない。
【００６１】
次に、図１６に示すように、最上部回路層５５０の上部に、前記上部接続パッド５５５を露出させる開口部７１０を有する半田レジスト層７００を形成する。
【００６２】
その後、選択的に、図１７に示すように、上部接続パッド５５５の表面にＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅｓ）処理を施し、或いは無電解ニッケル／金メッキ層（ＥＮＩＧ、Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉｃｋｅｌ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｏｌｄ）８００を形成することができる。
【００６３】
次いで、キャリア１００を除去する段階である。図１８に示すように、キャリア１００、およびキャリア１００上に積層されたプリント基板の側部をルーティング工程を用いて切断することにより、キャリア１００を金属箔１９０およびプリント基板から分離することができる。ここで、ルーティング工程は、ルーティングビットを用いて機械的に切断／裁断工程を行うことをいう。プリント基板およびキャリア１００の側部を切断して除去することにより、キャリア１００に積層された金属箔１９０を拘束していた絶縁層６００の部分が除去され、金属箔１９０およびプリント基板がキャリア１００から分離される。
【００６４】
その次、図１９に示すように、金属箔１９０を除去し、接続金属層４００を形成した場合には、図２０に示すように、接続金属層４００の露出部を除去し、図２１に示すように、露出した下部接続パッド形成用金属層５１０を除去する。このような工程によって絶縁層６００の内部に凹んでいるラウンド形状の下部接続パッド５１５が形成される。
【００６５】
一方、金属箔１９０、接続金属層４００の露出部、および下部接続パッド５１５形成用金属層５１０の露出部は、エッチング溶液を用いて順次除去することができるうえ、共通のエッチング液を用いて一挙に除去することもできる。
【００６６】
この際、接続金属層４００が、金属箔１９０および下部接続パッド用金属層とは異なる物質から構成された場合には、選択的エッチング液を用いて順次除去することが好ましい。本実施例での如く、金属箔１９０および下部接続パッド用金属層５１０が銅からなり、接続金属層４００がニッケルからなる場合には、ニッケルのみを選択的にエッチングするニッケル選択エッチング液を用いて順次除去することが可能である。ニッケル選択エッチング液とは、銅を溶解させないニッケルおよびニッケル合金のみを溶解させる溶液のことをいう。ニッケルの選択エッチング液は、濃度５５０ｍＬ／Ｌ〜６５０ｍＬ／Ｌの硫酸溶液、硫酸と硝酸との混酸溶液、および硫酸とｍ−ニトロベンゼンスルホン酸との混合溶液を使用することが好ましい。
【００６７】
上述したような方法によって、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板を製造することができる。上述した実施例では、説明の便宜上、キャリア１００の一側にのみプリント基板を形成する工程について述べたが、キャリア１００の両面に同時にプリント基板を形成してもよい。
【００６８】
本実施例に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法によれば、剛性を持つキャリア１００にスクリーンプリンティング方法によって半田ペースト３１０をプリントして半田バンプ３００を形成するため、バンプ形成面を平らにし、微細ピッチのバンプを形成することができるうえ、半田ペースト３１０のプリントの際にボリュームおよび高さを容易に調節することができ、これにより収率が向上する。
【００６９】
本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプ３００の露出面が平らに形成されるため、バンプコイニング工程を行う必要がなく、これにより工程コストを減らすことができるという利点もある。
【００７０】
また、本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプ３００の形成面には半田レジスト層などの保護層を形成する必要がないという利点がある。
【００７１】
更に、本発明のプリント基板の製造方法は、リフロー工程済みの半田バンプ３００を先ず形成するので、プリント基板の積層基板が完了した以後には、基板の撓み現象を引き起こすリフロー工程を１回のみ行うことにより、半田ボールの形成されたパッケージ基板を製造することができる。これにより、撓みの少ないパッケージング信頼性に優れた基板を得ることができる。
【００７２】
更にまた、本発明のプリント基板の製造方法は、半田バンプ３００がスケール変化のないキャリア１００の上部にプリントされるので、バンプの位置がＣＡＤ設計値に最も近接し、電子部品との連結の際に整合力が向上するという利点がある。
【００７３】
一方、本発明は記載された実施例に限定されないことは言うまでもない。当技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の思想および範囲から外れることなく、多様に修正および変形を加え得ることは明らかである。よって、それらの変形例または修正例についても本発明の特許請求の範囲に属するものと理解すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るラウンド型半田バンプを有するプリント基板およびその製造方法は、コアレス基板およびその製造方法において、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００ キャリア
１９０ 金属箔
２００ プリントマスク
３１０ 半田ペースト
３００ 半田バンプ
４００ 接続金属層
５１０ 下部接続パッド形成用金属層
５１５ 下部接続パッド
５３０ 回路層
５５０ 最上部回路層
５５１ 回路パターン
５５５ 上部接続パッド
６００ 絶縁層
７００ 半田レジスト
８００ 無電解メッキ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）キャリアの上部に積層された金属箔上に、前記キャリアの外側に面するパッド接続面がラウンド形状である半田バンプを形成する段階と、
（Ｂ）前記半田バンプを含んで前記金属箔に下部接続パッド用金属層を形成する段階と、
（Ｃ）前記下部接続パッド用金属層の上部に、前記半田バンプと電気的に接続する回路層および絶縁層を有するビルドアップ層を形成する段階と、
（Ｄ）前記キャリアを除去する段階と、
（Ｅ）前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階とを含むことを特徴とする、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記半田バンプを形成する段階は、
（ｉ）前記キャリアの上部に積層された金属箔上に、半田バンプ形成用開口部を有するプリントマスクを配置し、半田ペーストをプリントする段階と、
（ｉｉ）リフロー工程を行い、前記プリントマスクを除去して半田バンプを形成する段階とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項３】
前記ビルドアップ層の最上部に形成された回路層は上部接続パッドを備え、
前記ビルドアップ層を形成する段階の後に、前記ビルドアップ層の最上部に形成された回路層の上部に、前記上部接続パッドを露出させる開口部を有する半田レジスト層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項４】
前記半田バンプを形成する段階の後で行われる、前記半田バンプを含んで前記金属箔の上部に接続金属層を形成する段階をさらに含み、
前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階は、前記接続金属層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項５】
前記キャリアは、絶縁樹脂層の片面または両面に銅箔が積層されてなる銅張積層板に離型層が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項６】
前記プリントマスクは、露光／現像工程またはレーザードリリング工程によって半田バンプ形成用開口部がパターニングされたカバーフィルムであることを特徴とする、請求項２に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項７】
前記プリントマスクは、半田バンプ形成用開口部を有するメタルマスクであることを特徴とする、請求項２に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項８】
前記半田レジスト層をパターニングする段階の後に、
前記上部接続パッドの表面にＯＳＰ処理を施し、或いは無電解ニッケル／金メッキ層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項９】
前記接続金属層はニッケルメッキ層であることを特徴とする、請求項４に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項１】
（Ａ）キャリアの上部に積層された金属箔上に、前記キャリアの外側に面するパッド接続面がラウンド形状である半田バンプを形成する段階と、
（Ｂ）前記半田バンプを含んで前記金属箔に下部接続パッド用金属層を形成する段階と、
（Ｃ）前記下部接続パッド用金属層の上部に、前記半田バンプと電気的に接続する回路層および絶縁層を有するビルドアップ層を形成する段階と、
（Ｄ）前記キャリアを除去する段階と、
（Ｅ）前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階とを含むことを特徴とする、ラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記半田バンプを形成する段階は、
（ｉ）前記キャリアの上部に積層された金属箔上に、半田バンプ形成用開口部を有するプリントマスクを配置し、半田ペーストをプリントする段階と、
（ｉｉ）リフロー工程を行い、前記プリントマスクを除去して半田バンプを形成する段階とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項３】
前記ビルドアップ層の最上部に形成された回路層は上部接続パッドを備え、
前記ビルドアップ層を形成する段階の後に、前記ビルドアップ層の最上部に形成された回路層の上部に、前記上部接続パッドを露出させる開口部を有する半田レジスト層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項４】
前記半田バンプを形成する段階の後で行われる、前記半田バンプを含んで前記金属箔の上部に接続金属層を形成する段階をさらに含み、
前記金属箔および前記下部接続パッド用金属層の露出部を除去する段階は、前記接続金属層を除去する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項５】
前記キャリアは、絶縁樹脂層の片面または両面に銅箔が積層されてなる銅張積層板に離型層が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項６】
前記プリントマスクは、露光／現像工程またはレーザードリリング工程によって半田バンプ形成用開口部がパターニングされたカバーフィルムであることを特徴とする、請求項２に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項７】
前記プリントマスクは、半田バンプ形成用開口部を有するメタルマスクであることを特徴とする、請求項２に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項８】
前記半田レジスト層をパターニングする段階の後に、
前記上部接続パッドの表面にＯＳＰ処理を施し、或いは無電解ニッケル／金メッキ層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【請求項９】
前記接続金属層はニッケルメッキ層であることを特徴とする、請求項４に記載のラウンド型半田バンプを有するプリント基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−１３９０９６（Ｐ２０１１−１３９０９６Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９１７７（Ｐ２０１１−６９１７７）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【分割の表示】特願２００９−１５１８４（Ｐ２００９−１５１８４）の分割
【原出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【分割の表示】特願２００９−１５１８４（Ｐ２００９−１５１８４）の分割
【原出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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