突起電極付き配線基板及び突起電極付き配線基板の製造方法
【課題】簡易な工程で製造でき、実装信頼性の高い配線基板及び製造方法を提供すること。
【解決手段】絶縁層５０１の少なくとも一方の面に配線パターン５０３を形成する配線板形成工程と、貫通孔５０４を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔５０４に対応する位置に金属コア材５０５に半田金属５０６を被覆した球状導電体５０７を配置する配置工程と、上下の加圧プレート５１２、５１３のうち少なくとも一方の加圧プレートに球状導電体５０７の径より小さい開口部５１１ａを形成した上加圧プレート５１２を配置して上下の加圧プレート５１２、５１３で圧入変形させる加圧工程と、半田金属５０６を溶融固化して配線パターン５０３のランド部５０３ａを接続する接合工程を備え、加圧工程により、貫通孔内に球状導電体５０７を圧入すると共に球状導電体５０７の表面側は、開口部５１１ａを形成した上加圧プレート５１２で押圧して変形させて突起部５０８を形成する。
【解決手段】絶縁層５０１の少なくとも一方の面に配線パターン５０３を形成する配線板形成工程と、貫通孔５０４を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔５０４に対応する位置に金属コア材５０５に半田金属５０６を被覆した球状導電体５０７を配置する配置工程と、上下の加圧プレート５１２、５１３のうち少なくとも一方の加圧プレートに球状導電体５０７の径より小さい開口部５１１ａを形成した上加圧プレート５１２を配置して上下の加圧プレート５１２、５１３で圧入変形させる加圧工程と、半田金属５０６を溶融固化して配線パターン５０３のランド部５０３ａを接続する接合工程を備え、加圧工程により、貫通孔内に球状導電体５０７を圧入すると共に球状導電体５０７の表面側は、開口部５１１ａを形成した上加圧プレート５１２で押圧して変形させて突起部５０８を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等を実装するための突起電極を有する配線基板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高速動作等のために、半導体チップを直接プリント基板に実装するベアチップ実装や、リードフレームの代わりにインターポーザーを使用したチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）や、このＣＳＰをウェハサイズで作成したウェハスケールパッケージ（ＷＳＰ）と呼ばれる実装方法が行われている。このようなパッケージでは、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）のように外側に広がる接続用リードがないために、小型実装化と高速動作が可能になる。
【０００３】
ベアチップ実装では、半導体チップは、電極上に形成された半田バンプを介して配線基板にフリップチップ実装されている。また、ＣＳＰでは、半導体チップは半導体チップサイズより少し大きいインターポーザーと呼ばれる多層の配線基板に、半田バンプで接続されている。このインターポーザーには半田バンプが形成されており、半導体チップ及びインターポーザーは、この半田バンプでさらに他の配線基板に実装される。このため、チップとほぼ同じサイズでの実装が可能である。
【０００４】
半田バンプ等の突起電極は、半導体チップや電子部品の半導体素子や電子部品のパッケージ側ではなく、配線基板やパッケージ部品側に設けられる場合もある。しかしながら、量産性、コストの面からは、プリント配線基板側に設けた方が有利である。
【０００５】
図７はプリント配線基板上に形成した従来の突起電極付き配線基板１００を示す図である。図７に示す突起電極付き配線基板１００では、まずガラスエポキシ樹脂基板１０１、スルーホールメッキによる層間接続用ビアホール導体１０７、及び配線パターン電極１１２等でプリント配線基板が形成され、その後、電極部にマスクを介したメッキ法、またはスクリーン印刷法でＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属やハンダ合金からなる接続用の突起電極１１３が形成される。このような突起付きプリント配線基板は半導体素子や電子部品を実装してマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を構成すると同時に、ベアチップを実装するマザー基板としても利用できる。
【０００６】
しかしながら、このような突起電極付き配線基板１００では、配線基板形成後に、金属箔から配線パターンに形成した電極上に、スクリーン印刷法やメッキ法によって、突起電極が形成されていた。この場合、突起電極と配線基板を形成する材料が異なっていることや、突起電極と配線基板を別々の工程で形成していること等によって、突起電極と配線基板上の電極との間の接着強度が低いという問題点があった。また、ハンダペーストをスクリーン印刷法により突起電極を形成する際に、電極間ピッチを狭くするとリフロー時にハンダが溶融して隣接する電極間がショートするという問題があり、所望の突起電極を安定して形成することが困難になる。更に、ビアホールを有するプリント配線基板などでは、貫通孔（ビアホール）を樹脂で埋めて、その上へ突起電極を形成する必要があり、工程数が増えてしまうという問題があった。
【０００７】
上述の問題を解決するため改善を図った突起電極付き配線基板の製造方法が、例えば特許文献１、又は特許文献２、特許文献３に提案されている。
【０００８】
以下、図８（ａ）〜（ｇ）を参照しながら、特許文献１に記載された突起電極付きプリント配線基板の製造方法を説明する。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｇ）において、２０１はプリプレグ、２０５は離型性フィルム、２０６はビアホール、２０７は導電性ペースト、２０９は金属箔、２０８は平板状の金型、２００は完成した突起電極付きプリント配線基板を示している。
【００１０】
まず、図８（ａ）に示すように、硬化前のプリプレグ２０１が準備される。次に、図８（ｂ）に示すように、離型処理の行われたポリイミド樹脂フィルムである離型性フィルム２０５が、熱ローラーによってプリプレグ２０１に貼り合わされる。その後、図８（ｃ）に示すように、貼り合わされたプリプレグ２０１と離型性フィルム２０５に、レーザーによって、任意の位置に貫通孔（ビアホール）２０６が形成される。次に、図８（ｄ）に示すように、導電性ペースト２０７が、スクリーン印刷法によりビアホールに充填される。
【００１１】
次に、図８（ｅ）に示すように、金属箔２０９が、プリプレグ２０１の離型性フィルムが貼り合わされていない面に熱ローラーで貼り合わされる。その後、図８（ｆ）に示すように、離型性フィルム２０５と金属箔２０９を貼り合わせたプリプレグ２０１を、その両面から、ステンレス鋼製の平板状金型２０８で挟接し、熱プレス機で加圧してプリプレグ２０１が熱圧着される。
【００１２】
その後、図８（ｇ）に示すように、金型２０８から基板がはずされ、離型性のフィルム２０５が剥離される。すると、硬化した導電性ペーストからなるビアホール導体と一体構成で、且つ高さが離型性フィルムの厚さに相当する突起電極２１３を有するプリント配線基板２００を得ることができる。
【００１３】
特許文献１に記載された突起電極付きプリント配線基板の製造方法では、ビアホール２０６に充填された導電性ペースト２０７によって突起電極を形成されているため、図７に示す構成と比べて接着性は向上している。又、簡単な工程で突起電極を形成することができるので生産性に優れ、プリント配線基板の製造コストを低減できる点では有効である。
【００１４】
しかしながら、突起電極が導電性ペーストで構成されているため突出量を高くすると実装時に荷重を加えた場合、機械的強度不足で突起電極に破断が生じたり、電極の表面形状が崩れたりして接続不良が発生するおそれがある。
【００１５】
この特許文献１の構成よりも突起電極の強度が増した構成が、例えば、特許文献２に提案されている。以下、図９（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、特許文献２に記載された突起電極付き配線基板の製造方法を説明する。
【００１６】
図９（ａ）に示すように、導電性の金属箔３０１上に感光性絶縁樹脂層形成溶液を塗布し、乾燥することにより絶縁樹脂層３０２が形成される。次に、図９（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層３０２をマスク３０４によりパターン露光する。その後、図９（ｃ）に示すように、現像することで貫通孔３０３を形成し、更に加熱して絶縁樹脂層３０２を硬化する。次に、図９（ｄ）に示すように、電解メッキ等により貫通孔３０３内に導電性物質製の突起部３０６を形成させる。その後、突起部３０６に電解メッキ等により金属製被覆層３０７を形成する。次に、図９（ｅ）に示すように、金属箔３０１面にフォトレジスト３０８を形成してマスク３０９を用いて所望の配線パターンを露光する。その後、図９（ｆ）に示すように、現像、エッチング、レジスト剥離を行うことで配線パターン３１０を形成し、突起部３０６を有する突起電極付き配線基板３００を得ることができる。
【００１７】
特許文献２に記載された方法では、突起部３０６がメッキにより形成されているため、特許文献１よりも突起部の強度が良好な配線基板を製造することができる。
【００１８】
しかしながら、貫通孔内の突起部形成にメッキ工法を用いるため所要時間がかかり生産性に問題がありコストアップになることや厚付けメッキで複数個の突起部を形成する場合、メッキ厚みバラツキが発生しやすくなる。また、貫通孔径を１００μｍ以下のように小径になると貫通孔内にメッキ層を均一に形成しにくくなり、配線層の微細化が難しくなる問題があった。
【００１９】
このような図９に示す突起電極付き配線基板に対し、特開平７−２２６４５６号公報には、特許文献２よりも生産性に優れ、突起部の強度が高い構成の基板と突起が一体形成された半導体パッケージの製造方法が提案されている。
【００２０】
以下、図１０（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、特許文献３に記載された突起電極付きプリント配線基板の製造方法を説明する。
【００２１】
図１０（ａ）に示すように、両面に銅箔４０２が形成された基板４０１に貫通孔４０３を形成する。次に図１０（ｂ）に示すようにスルーホールめっきにより貫通孔４０３の内壁面に銅めっき層４０４を形成するとともに銅箔表面にも銅めっき層４０４を形成する。その後、図１０（ｃ）に示すように、基板４０１にバンプ形成面にフォトリソ法によりランド４０６を形成する。
【００２２】
次に、図１０（ｄ）に示すようにスルーホール４０５の上側開口部から導電性ペースト４０７を一定量押し出し、押し出された導電性ペースト４０７は、自重と表面張力とによりランド４０６の下側に半球形に突出する。その後、導電性ペースト４０７を加熱して固化させ基板４０１下面に半球部４０８を形成する。次に、図１０（ｅ）に示すように、スルーホール４０５の上側開口部側の導電性ペースト４０７端面を研削して平坦化をした後、半球部４０８外面および基板４０１表面に銅めっきにより保護めっき４０９を被着することで半球形バンプ４１０を形成する。その後に、図１０（ｆ）に示すように基板４０１表面に設けられた導体層をフォトリソ法により配線パターン４１１を形成することで配線パターン４１１と基板４０１下面の半球形バンプ４１０が電気的に導通したことを特徴とする半球形バンプを有する半導体パッケージ用基板４００を得ることができる。
【００２３】
特許文献３に記載された方法では、基板４０１に設けたスルーホール４０５形成用の貫通孔４０３内に導電性ペースト４０７を充填することにより簡易なプロセスで接続端子として半球形バンプを一体形成できる。また、基板とバンプを確実に一体化形成することでバンプの接続強度が確保できる。また、半球部４０８のバンプに保護メッキを形成することで接続端子として一定の保形性を有するためバンプが欠落したりすることも防止できる。
【００２４】
尚、配線層間の層間接続を可能とした多層フレキシブルプリント配線板の製造方法については、特許文献４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特許第３８８９８５６号公報
【特許文献２】特開平６−３２６４３８号公報
【特許文献３】特開平７−２２６４５６号公報
【特許文献４】特開２００６−３３９５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、特許文献３に記載された方法では、接続強度が増したとしても、基板４０１に形成した複数個のスルーホール４０５から高粘度の導電性ペースト４０７を押し出して自重と表面張力により高さの均一な半球形の突起部を形成するのは困難であり、突起部が均一形状でないと接続安定性が得られないという課題を有している。
【００２７】
本発明は、従来の配線基板のこの様な課題を考慮し、簡易な生産プロセスで良好な突起部が形成でき、かつ、接続安定性に優れた突起電極付き配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
絶縁層の少なくとも一方の面に配線層が設けられた配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
前記配線層を接続するための貫通孔を前記配線パターンが形成された前記絶縁層に形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に対応する位置に、金属コア部材に半田金属を被覆した粒状導電体を配置する配置工程と、
前記粒状導電体が配置された側から加圧プレートで前記粒状導電体を押圧して、前記粒状導電体の一部が前記加圧プレート側に突出した突起電極部として存在する様に前記貫通孔に圧入する加圧工程と、
前記半田金属を加熱固化して前記配線パターンを接続する接合工程とを備えた、突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００２９】
また、第２の本発明は、
前記粒状導電体は球状導電体であり、
前記加圧プレートの表面には、前記貫通孔に対応する位置に前記球状導電体の径より小さい凹部が設けられており、
前記加圧工程では、前記凹部が形成された前記加圧プレートで前記球状導電体を押圧して局所塑性変形させることで凸形状の前記突起電極部を形成する、上記第１の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３０】
また、第３の本発明は、
前記球状導電体は、前記貫通孔径より小さい金属コア部材を有している上記第２の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３１】
また、第４の本発明は、
前記金属コア部材が軟質金属からなる、上記第１〜３の何れかの本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３２】
また、第５の本発明は、
前記金属コア部材が金、銀、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上である上記第１〜４の何れかの本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３３】
また、第６の本発明は、
前記絶縁層は、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ＰＰＳ(ポリフェレンサルファイド)フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ＬＣＰフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のいずれか選択された材料によって形成されている、上記第１の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３４】
また、第７の本発明は、
前記加圧工程において、前記粒状導電体は加圧により配線パターンの少なくとも一方の主面から突出した凸形状の前記突起電極部をなす、上記第１の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３５】
また、第８の本発明は、
前記加圧工程において、前記半田金属の厚みは、前記一方の加圧プレートにより加圧変形することで前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、上記第２の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３６】
また、第９の本発明は、
絶縁層部材と、
絶縁層部材の少なくとも一方の主面に設けられた配線層と、
前記配線層および前記絶縁層部材を厚み方向に貫通した貫通孔と、
前記貫通孔に固定された、金属コア部材に半田金属を被覆した導電性部材とを備えた突起電極付き配線基板であって、
前記導電性部材は、その一部が前記貫通孔から突き出した凸形状の突起電極部を有し、
前記半田金属の厚みは、前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、突起電極付き配線基板である。
【００３７】
また、第１０の本発明は、
前記突起電極部は、前記配線層の主面より突き出している、上記第９記載の突起電極付き配線基板である。
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明によれば、簡易な工程で製造でき、かつ、実装信頼性の高い突起電極付き配線基板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかる実施の形態１における突起電極付き配線基板を示す構成断面図
【図２】（ａ）〜（ｆ）：本発明にかかる実施の形態１における突起電極付き配線基板の製造方法の基本的な工程を説明するための図
【図３】本発明にかかる実施の形態２における突起電極付き配線基板を示す構成断面図
【図４】（ａ）〜（ｅ）：本発明にかかる実施の形態２における突起電極付き配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図
【図５】本発明の実施の形態３における突起電極付き４層配線基板を示す構成断面図
【図６】（ａ）〜（ｆ）：本発明の実施の形態３における突起電極付き４層配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図
【図７】従来の突起電極付き配線基板の説明図
【図８】（ａ）〜（ｇ）：従来の突起電極付きプリント配線基板の製造方法の説明図
【図９】（ａ）〜（ｆ）：従来の突起電極付き配線基板の製造方法の説明図
【図１０】（ａ）〜（ｆ）：従来の突起電極付きプリント配線基板の製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
以下に、図１を参照しながら、本発明の突起電極付き配線基板の一例として、実施の形態１に係る突起電極付き配線基板について説明する。図１は、本発明にかかる実施の形態１における突起電極付き配線基板の構成断面図である。
【００４２】
図１に示すように本実施の形態１における突起電極付き配線基板５００は、絶縁層５０１の両面に銅箔が直接形成された両面銅張積層板に、配線パターン５０３を形成され、さらに配線パターン５０３のランド部５０３ａに絶縁層５０１を含む厚み方向に貫通孔５０４が形成され、貫通孔５０４内には金属コア材５０５に半田金属５０６を被覆した球状導電体５０７を圧入変形させて挿入し、球状導電体５０７を介して上下のランド部５０３ａとの層間接続されるとともに球状導電体５０７の表面部は、局所加圧変形によりランド部５０３ａの表面から突出するような突起部５０８を一体形成した構成を有する突起電極付き配線基板である。
【００４３】
ここで突起付き配線基板５００は、配線層パターン５０３のランド部５０３ａに絶縁層５０１を含む厚み方向に形成した貫通孔５０４内部に圧入した球状導電体５０７とを備えた構成とし、球状導電体５０７の金属コア材５０５は、貫通孔５０４の孔径より小さいコア部材を有し、金属コア材５０５表面を半田金属５０６で被覆された構成としている。かかる構成によれば配線パターン５０３のランド部５０３ａと球状導電体５０７の半田金属５０６が強固な金属接合が得られとともに金属コア材５０５を有するため十分な機械的強度が確保され、高温環境下でも高い接続信頼性が得られる。
【００４４】
また、金属コア材５０５が軟質金属からなる金、銀、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましい。金属コア材５０５が軟質金属を用いることにより金属コア材５０５表面を半田金属５０６で被覆された球状導電体５０７を圧入する場合において挿入および変形させやすくなる。
【００４５】
さらに、球状導電体５０７を構成する半田金属５０６の組成は、共晶半田、高温半田、鉛フリー半田のいずれか選択された材料を用いることが好ましい。
【００４６】
なお、絶縁層５０１は、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ＰＰＳ(ポリフェレンサルファイド)フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ＬＣＰフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のいずれか選択された材料を用いることが好ましい。なかでも耐熱性、寸法安定性、表面平滑性および機械的特性の点で優れるポリイミドフィルムを用いることが最も好ましい。
【００４７】
また、図１において突起部５０８、球状導電体５０７を加圧変形することにより配線パターン５０３のランド部５０３ａの主面から突出した凸形状の突起部５０８を形成することが好ましい。かかる構成によれば突起部５０８は、実装する半導体チップや電子部品の対応する位置に形成されるもので、半導体チップや電子部品をフリップ実装することができる。
【００４８】
また、球状導電体５０７の半田金属５０６は加圧変形することで突起部５０８に被覆された半田金属５０６の厚みが、根元側より先端側のほうが厚いことが好ましい。かかる構成によればリフロー時に隣接する突起部５０８に被覆された半田金属５０６が溶融して隣接ショートの発生を抑制することができる。
【００４９】
さらに、配線パターン５０３の材質は、導電性材料であれば良いが、金、銀、銅およびニッケルから選択される少なくとも１種以上を含有する金属材料から形成されることが好ましい。
【００５０】
なお、配線パターン５０３の厚さは、突起電極付き配線基板５００の用途に応じて適宜決定されるものの、３〜１８μｍ程度であることが好ましい。
【００５１】
また、貫通孔５０４の口径はφ１００〜５００μｍが好ましい。より薄型で高密度配線を有する突起電極付き配線基板５００を実現するためには、配線パターン５０３の厚さは３〜１２μｍであり、貫通孔５０４の口径は、絶縁層５０１の厚みにもよるが、φ１００〜２００μｍであることがより好ましい。
【００５２】
なお、球状導電体５０７の径は貫通孔５０４の孔径よりも大きく、球状導電体５０７の体積が貫通孔５０４の体積より大きいことが好ましい。
【００５３】
また、絶縁層の厚さは、突起電極付き配線基板５００の用途に応じて適宜決定されるものの、４〜５０μｍ程度であることが好ましい。
【００５４】
また、例えば、貫通孔５０４の口径がφ２００μｍ、絶縁層５０１の厚みが５０μｍ、金属コア５０５の径がφ１００μｍとした場合、球状導電体５０７を貫通孔５０４に圧入するためには、半田金属５０６の皮膜厚みは、６０μｍ以上であることが好ましい。
【００５５】
なお、本実施の形態において、突起電極付き配線基板５００の突起部５０８は片側面に設けたが両面に形成しても良い。
【００５６】
次に、図２を参照して突起電極付き多層配線基板５００の製造方法の一例について説明する。
【００５７】
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施に形態１に係る突起電極付き配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図である。
【００５８】
はじめに、図２（ａ）に示すように、絶縁層５０１の両面に銅箔５０２が直接形成された銅張積層板を用意する。本発明の一実施例の形態においてはポリイミドフィルムからなる絶縁層５０１に銅箔５０２が直接形成された接着剤の無い２層タイプを使用した。材料については接着剤の介在する３層タイプを使用しても良く、限定されるものではない。
【００５９】
次に、図２（ｂ）に示すように、フォトマスクし、銅箔のエッチング処理を行うことにより配線パターン５０３が形成された両面基板が得られる。
【００６０】
次に、図２（ｃ）に示すように、パンチング金型５０９を用いたパンチング加工により層間接続部位に対応した位置に貫通孔５０４が形成される。この貫通孔５０４の形成方法としてUV−YAGレーザ、エキシマレーザ、ドリル加工等を用いても良く、貫通孔５０４の大きさや絶縁層５０１の材質や厚みの種類に応じて最適な加工法が選択される。本実施の形態において貫通孔５０４の形状は、球状導電体５０７を貫通孔５０４内に圧入するため円形であることが望ましい。
【００６１】
次に、図２（ｄ）示すように、貫通孔５０４の位置に球状導電体５０７を配置する。配置方法としては、貫通孔５０４に対応する位置に球状導電体５０７より小径の吸引口を設けた吸着プレートを用意し、真空ポンプ吸引で吸着プレートを用いて球状導電体５０７に吸着し、貫通孔５０４の上部に位置合わせして、球状導電体５０７を落下させて、貫通孔５０４位置に配置する。従来から知られている半導体パッケージに半田ボールを搭載するボールマウンターを使用することも可能である。ここでは真空吸着による球状導電体５０７の配置例を示したが、他に静電吸着による配置する方法や貫通孔５０４に対応した位置に、貫通孔径よりやや大きくした開口部を形成したメタルマスクを用意して底面に設けた吸着プレートで吸引しながらスクリーン印刷法でスクィージを移動させることにより貫通孔５０４上に球状導電体５０７を配置させる方法を用いても良い。
【００６２】
次に図２（ｅ）に示すように、貫通孔５０４に対応した位置に球状導電体５０７の径より小さい開口部５１１ａを形成したマスクプレート５１１が固定された構成からなる上加圧プレート５１２と平板の下加圧プレート５１３を配置する。ここでマスクプレート５１１には、あらかじめ位置決め孔を形成しておき位置決めピンをはめ込むことで位置合わせが簡単にできるようにすることが好ましい。また、マスクプレート５１１の厚みは、０．１〜０．３ｍｍの耐磨耗性に優れたゲージ鋼板、ステンレス、耐磨耗鋼板等が好ましい。
【００６３】
さらにマスクプレート５１１に形成した開口部５１１ａの角部形状は、球状導電体５０７を圧入しやすくするため曲面や斜面を形成することが好ましい。
【００６４】
次に、図２（ｆ）に示すように、加圧することにより球状導電体５０７が圧入変形して貫通孔５０４内に充填されてランド部５０３ａとの層間接続することができるとともに、上加圧マスクプレート５１１の開口部５１１ａにより局所加圧することで成形変形して突起部５０８が形成された突起付き配線基板５００が得られる。ここで突起部５０８の高さは、構成する材料の厚さや径、貫通孔５０４の径、加圧力等により異なるので予め製造条件設定と形成される突起部５０８の高さとの相関を把握しておくことが重要である。
【００６５】
以上のようにして得られた本発明の一実施の形態における突起付き配線基板の製造方法は、非常に簡単なプロセスで層間接続が行え、他の層間接続方法と比較して工程数が少なく、生産性は、格段に向上するとともに球状導電体５０７を成形変形して突起部を形成することで半導体チップや電子部品をフリップ実装するのに適した配線基板を提供することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
以下に、図３を参照しながら、本発明の突起電極付き配線基板の一例として、実施の形態２に係る突起電極付き配線基板について説明する。図３は、本発明にかかる実施の形態２における突起電極付き配線基板の構成断面図である。
【００６７】
図３に示すように本実施の形態２における突起電極付き配線基板６００は、絶縁層６０１の片面に銅箔６０２が直接形成され、他方の面に接着層６２４が形成された片銅張積層板に、配線パターン６０３が形成され、さらに配線パターン６０３のランド部６０３ａに絶縁層６０１を含む厚み方向に貫通孔６０４が形成された配線基板６２０と片面に銅箔が直接形成された銅張積層板に配線パターン６３３が形成された片面配線板が積層され、貫通孔６０４内には金属コア材６０５に半田金属６０６を被覆した球状導電体６０７を充填され、ランド部６０３ａとランド部６３３ａが層間接続されるとともに球状導電体６０７の表面部は、ランド部６０３ａの表面から突出するような突起部６０８を一体形成した構成を有する突起電極付き配線基板である。本実施の形態の突起電極付き配線基板６００は、接着剤付片面配線板６２０と他方の片面配線板６３０が積層され、層間接続用にブラインドバイアホール内部に球状導電体６０７が充填された構成を有する突起付き配線基板６００である。接着剤付片面配線板６２０と他方の片面配線板６３０は接着層６２４を介して一体化した構成である。
【００６８】
次に、図４を参照して突起電極付き配線基板６００の製造方法の一例について説明する。
【００６９】
本実施の形態２に係わる突起電極付き配線基板６００の製造方法は、図２で示した実施の形態１の突起電極付き配線基板５００の製造方法と基本的に同じように球状導電体６０７を圧入変形させてブラインドバイアホール６０４を介してランド部６０３ａとランド部６３３ａとの層間接続するとともに球状導電体６０７の表面部は、局所加圧変形によりランド部６０３ａの表面から突出するような突起部６０８を一体形成した構成を有する突起電極付き配線基板である。
【００７０】
但し、本実施の形態２の突起電極付き配線基板６００においては、貫通孔６０４を形成した接着層付き片面配線板６２０と他方の片面配線板６３０を積層したブラインドバイアホールを形成した積層配線板である点が突起電極付き配線基板５００とは異なる。なお、実施の形態１で説明した構成と同様の構成については、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
図４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施に形態１に係る突起電極付き多層配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図である。
【００７２】
はじめに、図４（ａ）に示すように、絶縁層６０１の片面に銅箔６０２が直接形成された他方に接着層６２４が形成された銅張積層板を用意する。本発明の一実施例の形態においてはポリイミドフィルムからなる絶縁層６０１に銅箔６０２が直接形成され、他面側は、接着層６２４が形成してある接着材付き片面銅張積層板を準備する。
【００７３】
次に、図４（ｂ）に示すように、エッチング処理により配線パターン６０３を形成して接着層付き片面配線板６２０を得る。ここで得られた接着材付き配線板６２０の配線パターン６０３は、実施の形態１で得られた突起電極付き配線基板５００の配線パターン５０３と比較すると、微細化に適した片面エッチングが可能であることから更なる微細化に好適である。通常、両面配線板のパターン形成においては、両面に形成された銅箔を同時にエッチング処理するためエッチング液を上下方向から均一にムラなく当てる必要がある。
【００７４】
しかしながら、エッチング液をシャワースプレーした場合、上面側にシャワースプレーされた後の液溜まりをつくりエッチングの均一性が確保しにくいという問題がある。したがって、両面配線板においては、エッチング条件が不安定となり、微細な配線形成をすることに対して不利である。片面配線板の配線パターン形成の場合においては下面からのスプレーシャワーで良いので液溜まりができないのでエッチング条件が安定し、配線の微細化に適している。
【００７５】
次に、図４（ｃ）に示すように、パンチング金型６０９を用いたパンチング加工を接着材付き配線板６２０の層間接続部位に対応した位置に貫通孔６０４が形成する。貫通孔６０４の形状は、球状導電体６０７を貫通孔６０４内に圧入するため円形であることが望ましい。
【００７６】
次に、図４（ｄ）に示すように、貫通孔６０４を形成した接着材付き配線板６２０と配線パターンが形成された片面配線板６３０とを接着層６２１を介して接着させて層間接続用のブラインドバイアホール６０４が形成された両面基板を得る。さらにブラインドバイアホール６０４に対応する位置に球状導電体６０７を配置し、球状導電体６０７の径より小さい開口部６１１ａを形成したマスクプレート６１１が固定された構成からなる上加圧プレート６１２と平板の下加圧プレート６１３を配置して加圧する。
【００７７】
次に、図４（ｅ）に示すように、加圧することで球状導電体６０７が圧入変形してブラインドバイアホール６０４内に充填されてランド部６０３ａとランド部６３３ａが層間接続することができるとともに、上加圧マスクプレート６１１の開口部６１１ａにより局所加圧することで成形変形して突起部６０８が形成された突起電極付き配線基板６００が得られる。ここで得られた突起電極付き配線基板６００は、配線パターンの精度ばらつきが少なく良好な配線パターン形成がされた片面配線板を積層しているため実施の形態１で得られた突起電極付き配線基板５００の配線パターン５０３と比較すると、さらに微細化した配線基板が実現できる。
【００７８】
（実施の形態３）
以下に、図５を参照しながら、本発明の突起電極付き配線基板を積層化する本発明の一例として、実施の形態３に係る突起電極付き４層配線基板について説明する。図５は、本発明にかかる実施の形態３における突起電極付き４層配線基板の構成断面図である。
【００７９】
図５に示すように本実施の形態３における突起電極付き４層配線基板７００は、実施の形態１と同様の構成からなる第１突起電極付き配線基板７２０および第２突起電極付き配線基板７３０との中間にフィルム基材７４１の両面に接着材７４２ａ、７４２ｂが形成された接着材付きフィルム基材７４０とが積層されて構成される突起電極付き４層配線基板である。
【００８０】
ここで、第１突起電極付き配線基板７２０は、絶縁層７２１の両面に銅箔が直接形成された両面銅張積層板に、配線パターン７２３が形成され、さらに配線パターン７２３のランド部７２３ａに絶縁層７２１を含む厚み方向に貫通孔７２４が形成され、貫通孔７２４内には金属コア材７２５に半田金属７２６を被覆した球状導電体７２７を圧入変形させて挿入し、球状導電体７２７を介して上下のランド部７２３ａとの層間接続されるとともに球状導電体７２７の表面部は、局所加圧変形によりランド部７２３ａの表面から突出するような突起部７２８を一体形成している。
【００８１】
また、第２突起電極付き配線基板７３０は、絶縁層７３１の両面に銅箔が直接形成された両面銅張積層板に、配線パターン７３３を形成され、さらに配線パターン７３３のランド部７３３ａに絶縁層７３１を含む厚み方向に貫通孔７３４が形成され、貫通孔７３４内には金属コア材７３５に半田金属７３６を被覆した球状導電体７３７を圧入変形させて挿入し、球状導電体７３７を介して上下のランド部７３３ａとの層間接続されるとともに球状導電体７３７の表面部は、局所加圧変形によりランド部７３３ａの表面から突出するような突起部７３８を一体形成している。
【００８２】
また、第１突起電極付き配線基板７２０と第２突起電極付き配線基板７３０は、接着材付きフィルム基材の貫通孔７４４内に充填された導電性ペースト７４５を介して電気的接続される。
【００８３】
また、第１突起電極付き配線基板７２０の上面側の配線パターン７２３と第２突起電極付き配線基板７３０の下面側の配線パターン７３３は、それぞれ接着材付きフィルム基材の接着材７４２ａ、接着材７４２ｂ内に埋設された構成となっている。
【００８４】
また、第１突起電極付き配線基板７２０の突起部７２８は、接着材付きフィルム基材の接着材内に形成した導電性ペースト７４５に埋設され、第２突起電極付き配線基板７３０
の突起部７３８が突出した構成を有している。
【００８５】
次に、図６を参照して突起電極付き多層配線基板の製造方法の一例について説明する。
【００８６】
図６（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施に形態３に係る突起電極付き４層配線基板７００の製造方法の基本的な工程の説明図である。
【００８７】
図６（ａ）に示すように、フィルム基材７４１の両主面上に接着層７４２ａおよび接着層７４２ｂが形成された接着材付きフィルム基材７４０を準備する。この接着材付きフィルム基材７４０の両面の接着層７４２ａ、７４２ｂに離型フィルム７４９ａおよび離型フィルム７４９ｂが当接するように重ねられ、真空ラミネート、ロールラミネート、真空プレス、オートクレーブ等により加圧加熱される。この工程により、接着材付きフィルム基材７４０と離型フィルム７４９ａおよび離型フィルム７４９ｂが、貼り合わせられ、積層固定される。尚、本実施の形態３では、接着材付きフィルム基材７４０として、エポキシ樹脂付きポリイミドシート（「多層フレキシート」京セラケミカル株式会社製）を用いることが出来る。このエポキシ樹脂付きポリイミドシートは、フィルム基材７４１としてポリイミドフィルムが用いられている。そして、ポリイミドフィルム上に熱硬化型エポキシ樹脂が塗布されている。この両面に熱硬化型エポキシ樹脂が塗布されたポリイミドフィルムを乾燥させて半硬化状態にしたものが、接着材付きフィルム基材７４０として用いられる。
【００８８】
又、離型フィルム７４９ａ、７４９ｂとしては、ＰＰＳフィルム（「トレリナ」東レ株式会社）を用いることが出来る。また、接着材付きフィルム基材７４０と離型フィルム７４９ａ、７４９ｂを貼り合わせて積層固定する方法としては、真空ラミネート装置により圧力０．８ＭＰａ、温度６０℃で、１ｍｉｎの間、加圧及び加熱することにより行われる。
【００８９】
次に、図６（ｂ）に示すように離型フィルム７４９ａ、７４９ｂを設けた接着材付きフフィルム基材７４０に層間接続部位（以下、「ビア」）に対応した位置に貫通孔７４４が形成される。この貫通孔７４４の形成方法としては、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、パンチャー等の加工装置を用いて貫通孔の大きさや離型フィルムの種類に応じて最適な加工法が選択される。本実施の形態３では、パンチャーにより、貫通孔７４４が形成された。
【００９０】
次に、図６（ｃ）に示すように貫通孔７４４に導電性ペースト７４５を充填し、さらに導電性ペースト７４５が硬化しない温度で乾燥させることによって、導電性ペースト７４５が半硬化状態となる。充填方法としては、スクリーン印刷法、真空遠心法、ローラ加圧法等を用いることが出来る。
【００９１】
本実施の形態３では、スクリーン印刷機（不図示）により離型フィルム７４９ｂ上に直接、導電性ペースト７４５を塗布し、印刷法によって貫通孔７４４に導電性ペースト７４５が充填された。この際、離型フィルム７４９ｂは、導電性ペースト７４５の充填マスクの役割と第１の接着層７４１２の汚染防止の役割を果たしている。導電性ペースト７４５の乾燥は８０℃で、１０ｍｉｎの条件で行われた。
【００９２】
なお、導電性ペースト７４５としては、具体的には、平均粒径１〜３μｍの銅粉７０重量％と、樹脂成分としてのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０重量％と、エポキシ樹脂の硬化剤としてアミンアダクト硬化剤３重量％と、ブチルカルビトールアセテート１７重量％とを３本ロールで混練して生成された導電性ペーストが用いられた。
【００９３】
次に、図６（ｄ）に示すように、接着材付きフィルム基材７４０から、その両側の離型フィルム７４９ａ、７４９ｂが剥離される。すると、接着材付きフィルム基材７４０の両側の主面から導電性ペースト７４５が突出する。
【００９４】
次に、図６（ｅ）に示すように、下加圧プレート７１３上に第１突起電極付き配線基板７２０、導電性ペースト７４５を形成した接着材付きフィルム基材７４０、第２突起電極付き配線基板７３０の順に位置合わせをして積層し、さらにプレス用緩衝材７１４を介し、上加圧プレート７１２を配置する。
【００９５】
次に、図６（ｆ）に示すように、加圧加熱することで突起電極付き４層配線基板７００が得られる。ここで突起部７３８の高さは、構成する材料の厚さや、プレス用緩衝材７１４の硬さ、径、加圧条件等により異なるので予め製造条件設定と形成される突起部７３８高さとの相関を把握しておくことが重要である。
【００９６】
以上のようにして得られた本発明の一実施の形態における突起電極付き４層配線基板は、高接続信頼性で微細な配線パターンをもつ配線基板同士を積層し形成を行うため、接続信頼性が高く、生産性に優れた層間接続を有する突起電極付き多層配線基板が得られる。
【００９７】
尚、上記実施の形態では、開口部５１１ａが形成されたマスクプレート５１１が固定された上加圧プレート５１２と、平板の下加圧プレート５１３とを用いて、球状導電体を貫通孔に圧入する場合について説明したが、これに限らず例えば、上下とも平板の加圧プレートを用いて、球状導電体を貫通孔に圧入する構成でも良い。この場合、上加圧プレートで球状導電体の上面を下方に向けて押圧する際には、絶縁層の表面まで完全に押し込むのではなく、その表面から所定の距離だけ離れた位置まで押し込んだところで上加圧プレートの移動を止める。これにより、球状導電体が貫通孔に完全に圧入されずに、その球状導電体の一部が貫通孔から突出した突起電極部として残すことが出来るので、上記と同様の効果を発揮する。
【００９８】
また、上記実施の形態では、開口部５１１ａが形成されたマスクプレート５１１が固定された上加圧プレート５１２と、平板の下加圧プレート５１３とを用いて、球状導電体を貫通孔に圧入することにより、突起部の根元側より中央側のほうが厚くなる様に、半田金属５０６の厚さを変化させる場合について説明したが、これに限らず例えば、上下とも平板の加圧プレートを用いることにより、球状導電体を構成する金属コアの一部が貫通孔より突出しており、その表面に半田金属が覆っている構成構成であれば良く、必ずしも、突起部の根元側より中央側のほうが半田金属の厚みが厚くなる構成でなくても良い。
【００９９】
また、上記実施の形態では、絶縁層の両面に配線パターンが形成されており、貫通孔に圧入された球状導電体の表面を覆っている半田金属を加熱して両面の配線パターン同士を電気的に接続する場合について説明したが、これに限らず例えば、絶縁層の何れか一方に配線パターンが形成されており、その配線パターンと貫通孔に圧入された球状導電体の表面の半田金属とが加熱により接続される構成でも良い。また、この場合、突起電極部は、配線パターンが形成された主面側に突出している構成に限らず、例えば、配線パターンが形成されていない面側に突出している構成でも良い。
【０１００】
また、上記実施の形態では、絶縁層の一方の面側に突起電極部が突出している場合について説明したが、これに限らず例えば、両方の面側に突起電極部が突出した構成でも良い。この場合、上下の加圧プレートのそれぞれに、開口部５１１ａが形成された構成とすれば良い。
【０１０１】
また、上記実施の形態では、貫通孔に球状導電体を１つ圧入する場合について説明したが、これに限らず例えば、貫通孔の口径より絶縁層の厚みの寸法が大きい場合等の場合は、球状導電体を複数個圧入しても良い。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、本発明の粒状導電体の一例として、球状導電体を用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、圧入により貫通孔の内壁に固定できる粒状の形態であればどの様な形状でも良い。
【０１０３】
また、上記実施の形態では、本発明の金属コア部材の一例として、球状体を用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、圧入により貫通孔の内壁に固定できる粒状の形態であればどの様な形状でも良い。
【０１０４】
上記実施の形態によれば、層間接続用のビアと表面実装用の突起が一体構成であり強度が大きく、良好な突起が形成された実装信頼性が高い突起電極付き配線基板及びその製造方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明にかかる突起電極付き配線基板及びその製造方法は、簡易な工程で製造でき、かつ、実装信頼性が高いという効果を有し、半導体装置あるいは電子部品等を実装する実装用配線基板やその製造方法などとして有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
５００，６００ 突起電極付き配線基板
７００ 突起電極付き４層配線基板
５０１ 絶縁層
５０３ 配線パターン
５０３a ランド部
５０４ 貫通孔
５０５ 金属コア材
５０６ 半田合金
５０７ 球状導電体
５０８ 突起部
５１１ マスクプレート
５１２ 上加圧プレート
５１３ 下加圧プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等を実装するための突起電極を有する配線基板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高速動作等のために、半導体チップを直接プリント基板に実装するベアチップ実装や、リードフレームの代わりにインターポーザーを使用したチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）や、このＣＳＰをウェハサイズで作成したウェハスケールパッケージ（ＷＳＰ）と呼ばれる実装方法が行われている。このようなパッケージでは、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）のように外側に広がる接続用リードがないために、小型実装化と高速動作が可能になる。
【０００３】
ベアチップ実装では、半導体チップは、電極上に形成された半田バンプを介して配線基板にフリップチップ実装されている。また、ＣＳＰでは、半導体チップは半導体チップサイズより少し大きいインターポーザーと呼ばれる多層の配線基板に、半田バンプで接続されている。このインターポーザーには半田バンプが形成されており、半導体チップ及びインターポーザーは、この半田バンプでさらに他の配線基板に実装される。このため、チップとほぼ同じサイズでの実装が可能である。
【０００４】
半田バンプ等の突起電極は、半導体チップや電子部品の半導体素子や電子部品のパッケージ側ではなく、配線基板やパッケージ部品側に設けられる場合もある。しかしながら、量産性、コストの面からは、プリント配線基板側に設けた方が有利である。
【０００５】
図７はプリント配線基板上に形成した従来の突起電極付き配線基板１００を示す図である。図７に示す突起電極付き配線基板１００では、まずガラスエポキシ樹脂基板１０１、スルーホールメッキによる層間接続用ビアホール導体１０７、及び配線パターン電極１１２等でプリント配線基板が形成され、その後、電極部にマスクを介したメッキ法、またはスクリーン印刷法でＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属やハンダ合金からなる接続用の突起電極１１３が形成される。このような突起付きプリント配線基板は半導体素子や電子部品を実装してマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を構成すると同時に、ベアチップを実装するマザー基板としても利用できる。
【０００６】
しかしながら、このような突起電極付き配線基板１００では、配線基板形成後に、金属箔から配線パターンに形成した電極上に、スクリーン印刷法やメッキ法によって、突起電極が形成されていた。この場合、突起電極と配線基板を形成する材料が異なっていることや、突起電極と配線基板を別々の工程で形成していること等によって、突起電極と配線基板上の電極との間の接着強度が低いという問題点があった。また、ハンダペーストをスクリーン印刷法により突起電極を形成する際に、電極間ピッチを狭くするとリフロー時にハンダが溶融して隣接する電極間がショートするという問題があり、所望の突起電極を安定して形成することが困難になる。更に、ビアホールを有するプリント配線基板などでは、貫通孔（ビアホール）を樹脂で埋めて、その上へ突起電極を形成する必要があり、工程数が増えてしまうという問題があった。
【０００７】
上述の問題を解決するため改善を図った突起電極付き配線基板の製造方法が、例えば特許文献１、又は特許文献２、特許文献３に提案されている。
【０００８】
以下、図８（ａ）〜（ｇ）を参照しながら、特許文献１に記載された突起電極付きプリント配線基板の製造方法を説明する。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｇ）において、２０１はプリプレグ、２０５は離型性フィルム、２０６はビアホール、２０７は導電性ペースト、２０９は金属箔、２０８は平板状の金型、２００は完成した突起電極付きプリント配線基板を示している。
【００１０】
まず、図８（ａ）に示すように、硬化前のプリプレグ２０１が準備される。次に、図８（ｂ）に示すように、離型処理の行われたポリイミド樹脂フィルムである離型性フィルム２０５が、熱ローラーによってプリプレグ２０１に貼り合わされる。その後、図８（ｃ）に示すように、貼り合わされたプリプレグ２０１と離型性フィルム２０５に、レーザーによって、任意の位置に貫通孔（ビアホール）２０６が形成される。次に、図８（ｄ）に示すように、導電性ペースト２０７が、スクリーン印刷法によりビアホールに充填される。
【００１１】
次に、図８（ｅ）に示すように、金属箔２０９が、プリプレグ２０１の離型性フィルムが貼り合わされていない面に熱ローラーで貼り合わされる。その後、図８（ｆ）に示すように、離型性フィルム２０５と金属箔２０９を貼り合わせたプリプレグ２０１を、その両面から、ステンレス鋼製の平板状金型２０８で挟接し、熱プレス機で加圧してプリプレグ２０１が熱圧着される。
【００１２】
その後、図８（ｇ）に示すように、金型２０８から基板がはずされ、離型性のフィルム２０５が剥離される。すると、硬化した導電性ペーストからなるビアホール導体と一体構成で、且つ高さが離型性フィルムの厚さに相当する突起電極２１３を有するプリント配線基板２００を得ることができる。
【００１３】
特許文献１に記載された突起電極付きプリント配線基板の製造方法では、ビアホール２０６に充填された導電性ペースト２０７によって突起電極を形成されているため、図７に示す構成と比べて接着性は向上している。又、簡単な工程で突起電極を形成することができるので生産性に優れ、プリント配線基板の製造コストを低減できる点では有効である。
【００１４】
しかしながら、突起電極が導電性ペーストで構成されているため突出量を高くすると実装時に荷重を加えた場合、機械的強度不足で突起電極に破断が生じたり、電極の表面形状が崩れたりして接続不良が発生するおそれがある。
【００１５】
この特許文献１の構成よりも突起電極の強度が増した構成が、例えば、特許文献２に提案されている。以下、図９（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、特許文献２に記載された突起電極付き配線基板の製造方法を説明する。
【００１６】
図９（ａ）に示すように、導電性の金属箔３０１上に感光性絶縁樹脂層形成溶液を塗布し、乾燥することにより絶縁樹脂層３０２が形成される。次に、図９（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層３０２をマスク３０４によりパターン露光する。その後、図９（ｃ）に示すように、現像することで貫通孔３０３を形成し、更に加熱して絶縁樹脂層３０２を硬化する。次に、図９（ｄ）に示すように、電解メッキ等により貫通孔３０３内に導電性物質製の突起部３０６を形成させる。その後、突起部３０６に電解メッキ等により金属製被覆層３０７を形成する。次に、図９（ｅ）に示すように、金属箔３０１面にフォトレジスト３０８を形成してマスク３０９を用いて所望の配線パターンを露光する。その後、図９（ｆ）に示すように、現像、エッチング、レジスト剥離を行うことで配線パターン３１０を形成し、突起部３０６を有する突起電極付き配線基板３００を得ることができる。
【００１７】
特許文献２に記載された方法では、突起部３０６がメッキにより形成されているため、特許文献１よりも突起部の強度が良好な配線基板を製造することができる。
【００１８】
しかしながら、貫通孔内の突起部形成にメッキ工法を用いるため所要時間がかかり生産性に問題がありコストアップになることや厚付けメッキで複数個の突起部を形成する場合、メッキ厚みバラツキが発生しやすくなる。また、貫通孔径を１００μｍ以下のように小径になると貫通孔内にメッキ層を均一に形成しにくくなり、配線層の微細化が難しくなる問題があった。
【００１９】
このような図９に示す突起電極付き配線基板に対し、特開平７−２２６４５６号公報には、特許文献２よりも生産性に優れ、突起部の強度が高い構成の基板と突起が一体形成された半導体パッケージの製造方法が提案されている。
【００２０】
以下、図１０（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、特許文献３に記載された突起電極付きプリント配線基板の製造方法を説明する。
【００２１】
図１０（ａ）に示すように、両面に銅箔４０２が形成された基板４０１に貫通孔４０３を形成する。次に図１０（ｂ）に示すようにスルーホールめっきにより貫通孔４０３の内壁面に銅めっき層４０４を形成するとともに銅箔表面にも銅めっき層４０４を形成する。その後、図１０（ｃ）に示すように、基板４０１にバンプ形成面にフォトリソ法によりランド４０６を形成する。
【００２２】
次に、図１０（ｄ）に示すようにスルーホール４０５の上側開口部から導電性ペースト４０７を一定量押し出し、押し出された導電性ペースト４０７は、自重と表面張力とによりランド４０６の下側に半球形に突出する。その後、導電性ペースト４０７を加熱して固化させ基板４０１下面に半球部４０８を形成する。次に、図１０（ｅ）に示すように、スルーホール４０５の上側開口部側の導電性ペースト４０７端面を研削して平坦化をした後、半球部４０８外面および基板４０１表面に銅めっきにより保護めっき４０９を被着することで半球形バンプ４１０を形成する。その後に、図１０（ｆ）に示すように基板４０１表面に設けられた導体層をフォトリソ法により配線パターン４１１を形成することで配線パターン４１１と基板４０１下面の半球形バンプ４１０が電気的に導通したことを特徴とする半球形バンプを有する半導体パッケージ用基板４００を得ることができる。
【００２３】
特許文献３に記載された方法では、基板４０１に設けたスルーホール４０５形成用の貫通孔４０３内に導電性ペースト４０７を充填することにより簡易なプロセスで接続端子として半球形バンプを一体形成できる。また、基板とバンプを確実に一体化形成することでバンプの接続強度が確保できる。また、半球部４０８のバンプに保護メッキを形成することで接続端子として一定の保形性を有するためバンプが欠落したりすることも防止できる。
【００２４】
尚、配線層間の層間接続を可能とした多層フレキシブルプリント配線板の製造方法については、特許文献４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特許第３８８９８５６号公報
【特許文献２】特開平６−３２６４３８号公報
【特許文献３】特開平７−２２６４５６号公報
【特許文献４】特開２００６−３３９５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、特許文献３に記載された方法では、接続強度が増したとしても、基板４０１に形成した複数個のスルーホール４０５から高粘度の導電性ペースト４０７を押し出して自重と表面張力により高さの均一な半球形の突起部を形成するのは困難であり、突起部が均一形状でないと接続安定性が得られないという課題を有している。
【００２７】
本発明は、従来の配線基板のこの様な課題を考慮し、簡易な生産プロセスで良好な突起部が形成でき、かつ、接続安定性に優れた突起電極付き配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
絶縁層の少なくとも一方の面に配線層が設けられた配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
前記配線層を接続するための貫通孔を前記配線パターンが形成された前記絶縁層に形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に対応する位置に、金属コア部材に半田金属を被覆した粒状導電体を配置する配置工程と、
前記粒状導電体が配置された側から加圧プレートで前記粒状導電体を押圧して、前記粒状導電体の一部が前記加圧プレート側に突出した突起電極部として存在する様に前記貫通孔に圧入する加圧工程と、
前記半田金属を加熱固化して前記配線パターンを接続する接合工程とを備えた、突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００２９】
また、第２の本発明は、
前記粒状導電体は球状導電体であり、
前記加圧プレートの表面には、前記貫通孔に対応する位置に前記球状導電体の径より小さい凹部が設けられており、
前記加圧工程では、前記凹部が形成された前記加圧プレートで前記球状導電体を押圧して局所塑性変形させることで凸形状の前記突起電極部を形成する、上記第１の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３０】
また、第３の本発明は、
前記球状導電体は、前記貫通孔径より小さい金属コア部材を有している上記第２の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３１】
また、第４の本発明は、
前記金属コア部材が軟質金属からなる、上記第１〜３の何れかの本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３２】
また、第５の本発明は、
前記金属コア部材が金、銀、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上である上記第１〜４の何れかの本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３３】
また、第６の本発明は、
前記絶縁層は、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ＰＰＳ(ポリフェレンサルファイド)フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ＬＣＰフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のいずれか選択された材料によって形成されている、上記第１の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３４】
また、第７の本発明は、
前記加圧工程において、前記粒状導電体は加圧により配線パターンの少なくとも一方の主面から突出した凸形状の前記突起電極部をなす、上記第１の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３５】
また、第８の本発明は、
前記加圧工程において、前記半田金属の厚みは、前記一方の加圧プレートにより加圧変形することで前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、上記第２の本発明の突起電極付き配線基板の製造方法である。
【００３６】
また、第９の本発明は、
絶縁層部材と、
絶縁層部材の少なくとも一方の主面に設けられた配線層と、
前記配線層および前記絶縁層部材を厚み方向に貫通した貫通孔と、
前記貫通孔に固定された、金属コア部材に半田金属を被覆した導電性部材とを備えた突起電極付き配線基板であって、
前記導電性部材は、その一部が前記貫通孔から突き出した凸形状の突起電極部を有し、
前記半田金属の厚みは、前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、突起電極付き配線基板である。
【００３７】
また、第１０の本発明は、
前記突起電極部は、前記配線層の主面より突き出している、上記第９記載の突起電極付き配線基板である。
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明によれば、簡易な工程で製造でき、かつ、実装信頼性の高い突起電極付き配線基板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかる実施の形態１における突起電極付き配線基板を示す構成断面図
【図２】（ａ）〜（ｆ）：本発明にかかる実施の形態１における突起電極付き配線基板の製造方法の基本的な工程を説明するための図
【図３】本発明にかかる実施の形態２における突起電極付き配線基板を示す構成断面図
【図４】（ａ）〜（ｅ）：本発明にかかる実施の形態２における突起電極付き配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図
【図５】本発明の実施の形態３における突起電極付き４層配線基板を示す構成断面図
【図６】（ａ）〜（ｆ）：本発明の実施の形態３における突起電極付き４層配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図
【図７】従来の突起電極付き配線基板の説明図
【図８】（ａ）〜（ｇ）：従来の突起電極付きプリント配線基板の製造方法の説明図
【図９】（ａ）〜（ｆ）：従来の突起電極付き配線基板の製造方法の説明図
【図１０】（ａ）〜（ｆ）：従来の突起電極付きプリント配線基板の製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
以下に、図１を参照しながら、本発明の突起電極付き配線基板の一例として、実施の形態１に係る突起電極付き配線基板について説明する。図１は、本発明にかかる実施の形態１における突起電極付き配線基板の構成断面図である。
【００４２】
図１に示すように本実施の形態１における突起電極付き配線基板５００は、絶縁層５０１の両面に銅箔が直接形成された両面銅張積層板に、配線パターン５０３を形成され、さらに配線パターン５０３のランド部５０３ａに絶縁層５０１を含む厚み方向に貫通孔５０４が形成され、貫通孔５０４内には金属コア材５０５に半田金属５０６を被覆した球状導電体５０７を圧入変形させて挿入し、球状導電体５０７を介して上下のランド部５０３ａとの層間接続されるとともに球状導電体５０７の表面部は、局所加圧変形によりランド部５０３ａの表面から突出するような突起部５０８を一体形成した構成を有する突起電極付き配線基板である。
【００４３】
ここで突起付き配線基板５００は、配線層パターン５０３のランド部５０３ａに絶縁層５０１を含む厚み方向に形成した貫通孔５０４内部に圧入した球状導電体５０７とを備えた構成とし、球状導電体５０７の金属コア材５０５は、貫通孔５０４の孔径より小さいコア部材を有し、金属コア材５０５表面を半田金属５０６で被覆された構成としている。かかる構成によれば配線パターン５０３のランド部５０３ａと球状導電体５０７の半田金属５０６が強固な金属接合が得られとともに金属コア材５０５を有するため十分な機械的強度が確保され、高温環境下でも高い接続信頼性が得られる。
【００４４】
また、金属コア材５０５が軟質金属からなる金、銀、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましい。金属コア材５０５が軟質金属を用いることにより金属コア材５０５表面を半田金属５０６で被覆された球状導電体５０７を圧入する場合において挿入および変形させやすくなる。
【００４５】
さらに、球状導電体５０７を構成する半田金属５０６の組成は、共晶半田、高温半田、鉛フリー半田のいずれか選択された材料を用いることが好ましい。
【００４６】
なお、絶縁層５０１は、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ＰＰＳ(ポリフェレンサルファイド)フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ＬＣＰフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のいずれか選択された材料を用いることが好ましい。なかでも耐熱性、寸法安定性、表面平滑性および機械的特性の点で優れるポリイミドフィルムを用いることが最も好ましい。
【００４７】
また、図１において突起部５０８、球状導電体５０７を加圧変形することにより配線パターン５０３のランド部５０３ａの主面から突出した凸形状の突起部５０８を形成することが好ましい。かかる構成によれば突起部５０８は、実装する半導体チップや電子部品の対応する位置に形成されるもので、半導体チップや電子部品をフリップ実装することができる。
【００４８】
また、球状導電体５０７の半田金属５０６は加圧変形することで突起部５０８に被覆された半田金属５０６の厚みが、根元側より先端側のほうが厚いことが好ましい。かかる構成によればリフロー時に隣接する突起部５０８に被覆された半田金属５０６が溶融して隣接ショートの発生を抑制することができる。
【００４９】
さらに、配線パターン５０３の材質は、導電性材料であれば良いが、金、銀、銅およびニッケルから選択される少なくとも１種以上を含有する金属材料から形成されることが好ましい。
【００５０】
なお、配線パターン５０３の厚さは、突起電極付き配線基板５００の用途に応じて適宜決定されるものの、３〜１８μｍ程度であることが好ましい。
【００５１】
また、貫通孔５０４の口径はφ１００〜５００μｍが好ましい。より薄型で高密度配線を有する突起電極付き配線基板５００を実現するためには、配線パターン５０３の厚さは３〜１２μｍであり、貫通孔５０４の口径は、絶縁層５０１の厚みにもよるが、φ１００〜２００μｍであることがより好ましい。
【００５２】
なお、球状導電体５０７の径は貫通孔５０４の孔径よりも大きく、球状導電体５０７の体積が貫通孔５０４の体積より大きいことが好ましい。
【００５３】
また、絶縁層の厚さは、突起電極付き配線基板５００の用途に応じて適宜決定されるものの、４〜５０μｍ程度であることが好ましい。
【００５４】
また、例えば、貫通孔５０４の口径がφ２００μｍ、絶縁層５０１の厚みが５０μｍ、金属コア５０５の径がφ１００μｍとした場合、球状導電体５０７を貫通孔５０４に圧入するためには、半田金属５０６の皮膜厚みは、６０μｍ以上であることが好ましい。
【００５５】
なお、本実施の形態において、突起電極付き配線基板５００の突起部５０８は片側面に設けたが両面に形成しても良い。
【００５６】
次に、図２を参照して突起電極付き多層配線基板５００の製造方法の一例について説明する。
【００５７】
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施に形態１に係る突起電極付き配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図である。
【００５８】
はじめに、図２（ａ）に示すように、絶縁層５０１の両面に銅箔５０２が直接形成された銅張積層板を用意する。本発明の一実施例の形態においてはポリイミドフィルムからなる絶縁層５０１に銅箔５０２が直接形成された接着剤の無い２層タイプを使用した。材料については接着剤の介在する３層タイプを使用しても良く、限定されるものではない。
【００５９】
次に、図２（ｂ）に示すように、フォトマスクし、銅箔のエッチング処理を行うことにより配線パターン５０３が形成された両面基板が得られる。
【００６０】
次に、図２（ｃ）に示すように、パンチング金型５０９を用いたパンチング加工により層間接続部位に対応した位置に貫通孔５０４が形成される。この貫通孔５０４の形成方法としてUV−YAGレーザ、エキシマレーザ、ドリル加工等を用いても良く、貫通孔５０４の大きさや絶縁層５０１の材質や厚みの種類に応じて最適な加工法が選択される。本実施の形態において貫通孔５０４の形状は、球状導電体５０７を貫通孔５０４内に圧入するため円形であることが望ましい。
【００６１】
次に、図２（ｄ）示すように、貫通孔５０４の位置に球状導電体５０７を配置する。配置方法としては、貫通孔５０４に対応する位置に球状導電体５０７より小径の吸引口を設けた吸着プレートを用意し、真空ポンプ吸引で吸着プレートを用いて球状導電体５０７に吸着し、貫通孔５０４の上部に位置合わせして、球状導電体５０７を落下させて、貫通孔５０４位置に配置する。従来から知られている半導体パッケージに半田ボールを搭載するボールマウンターを使用することも可能である。ここでは真空吸着による球状導電体５０７の配置例を示したが、他に静電吸着による配置する方法や貫通孔５０４に対応した位置に、貫通孔径よりやや大きくした開口部を形成したメタルマスクを用意して底面に設けた吸着プレートで吸引しながらスクリーン印刷法でスクィージを移動させることにより貫通孔５０４上に球状導電体５０７を配置させる方法を用いても良い。
【００６２】
次に図２（ｅ）に示すように、貫通孔５０４に対応した位置に球状導電体５０７の径より小さい開口部５１１ａを形成したマスクプレート５１１が固定された構成からなる上加圧プレート５１２と平板の下加圧プレート５１３を配置する。ここでマスクプレート５１１には、あらかじめ位置決め孔を形成しておき位置決めピンをはめ込むことで位置合わせが簡単にできるようにすることが好ましい。また、マスクプレート５１１の厚みは、０．１〜０．３ｍｍの耐磨耗性に優れたゲージ鋼板、ステンレス、耐磨耗鋼板等が好ましい。
【００６３】
さらにマスクプレート５１１に形成した開口部５１１ａの角部形状は、球状導電体５０７を圧入しやすくするため曲面や斜面を形成することが好ましい。
【００６４】
次に、図２（ｆ）に示すように、加圧することにより球状導電体５０７が圧入変形して貫通孔５０４内に充填されてランド部５０３ａとの層間接続することができるとともに、上加圧マスクプレート５１１の開口部５１１ａにより局所加圧することで成形変形して突起部５０８が形成された突起付き配線基板５００が得られる。ここで突起部５０８の高さは、構成する材料の厚さや径、貫通孔５０４の径、加圧力等により異なるので予め製造条件設定と形成される突起部５０８の高さとの相関を把握しておくことが重要である。
【００６５】
以上のようにして得られた本発明の一実施の形態における突起付き配線基板の製造方法は、非常に簡単なプロセスで層間接続が行え、他の層間接続方法と比較して工程数が少なく、生産性は、格段に向上するとともに球状導電体５０７を成形変形して突起部を形成することで半導体チップや電子部品をフリップ実装するのに適した配線基板を提供することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
以下に、図３を参照しながら、本発明の突起電極付き配線基板の一例として、実施の形態２に係る突起電極付き配線基板について説明する。図３は、本発明にかかる実施の形態２における突起電極付き配線基板の構成断面図である。
【００６７】
図３に示すように本実施の形態２における突起電極付き配線基板６００は、絶縁層６０１の片面に銅箔６０２が直接形成され、他方の面に接着層６２４が形成された片銅張積層板に、配線パターン６０３が形成され、さらに配線パターン６０３のランド部６０３ａに絶縁層６０１を含む厚み方向に貫通孔６０４が形成された配線基板６２０と片面に銅箔が直接形成された銅張積層板に配線パターン６３３が形成された片面配線板が積層され、貫通孔６０４内には金属コア材６０５に半田金属６０６を被覆した球状導電体６０７を充填され、ランド部６０３ａとランド部６３３ａが層間接続されるとともに球状導電体６０７の表面部は、ランド部６０３ａの表面から突出するような突起部６０８を一体形成した構成を有する突起電極付き配線基板である。本実施の形態の突起電極付き配線基板６００は、接着剤付片面配線板６２０と他方の片面配線板６３０が積層され、層間接続用にブラインドバイアホール内部に球状導電体６０７が充填された構成を有する突起付き配線基板６００である。接着剤付片面配線板６２０と他方の片面配線板６３０は接着層６２４を介して一体化した構成である。
【００６８】
次に、図４を参照して突起電極付き配線基板６００の製造方法の一例について説明する。
【００６９】
本実施の形態２に係わる突起電極付き配線基板６００の製造方法は、図２で示した実施の形態１の突起電極付き配線基板５００の製造方法と基本的に同じように球状導電体６０７を圧入変形させてブラインドバイアホール６０４を介してランド部６０３ａとランド部６３３ａとの層間接続するとともに球状導電体６０７の表面部は、局所加圧変形によりランド部６０３ａの表面から突出するような突起部６０８を一体形成した構成を有する突起電極付き配線基板である。
【００７０】
但し、本実施の形態２の突起電極付き配線基板６００においては、貫通孔６０４を形成した接着層付き片面配線板６２０と他方の片面配線板６３０を積層したブラインドバイアホールを形成した積層配線板である点が突起電極付き配線基板５００とは異なる。なお、実施の形態１で説明した構成と同様の構成については、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
図４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施に形態１に係る突起電極付き多層配線基板の製造方法の基本的な工程の説明図である。
【００７２】
はじめに、図４（ａ）に示すように、絶縁層６０１の片面に銅箔６０２が直接形成された他方に接着層６２４が形成された銅張積層板を用意する。本発明の一実施例の形態においてはポリイミドフィルムからなる絶縁層６０１に銅箔６０２が直接形成され、他面側は、接着層６２４が形成してある接着材付き片面銅張積層板を準備する。
【００７３】
次に、図４（ｂ）に示すように、エッチング処理により配線パターン６０３を形成して接着層付き片面配線板６２０を得る。ここで得られた接着材付き配線板６２０の配線パターン６０３は、実施の形態１で得られた突起電極付き配線基板５００の配線パターン５０３と比較すると、微細化に適した片面エッチングが可能であることから更なる微細化に好適である。通常、両面配線板のパターン形成においては、両面に形成された銅箔を同時にエッチング処理するためエッチング液を上下方向から均一にムラなく当てる必要がある。
【００７４】
しかしながら、エッチング液をシャワースプレーした場合、上面側にシャワースプレーされた後の液溜まりをつくりエッチングの均一性が確保しにくいという問題がある。したがって、両面配線板においては、エッチング条件が不安定となり、微細な配線形成をすることに対して不利である。片面配線板の配線パターン形成の場合においては下面からのスプレーシャワーで良いので液溜まりができないのでエッチング条件が安定し、配線の微細化に適している。
【００７５】
次に、図４（ｃ）に示すように、パンチング金型６０９を用いたパンチング加工を接着材付き配線板６２０の層間接続部位に対応した位置に貫通孔６０４が形成する。貫通孔６０４の形状は、球状導電体６０７を貫通孔６０４内に圧入するため円形であることが望ましい。
【００７６】
次に、図４（ｄ）に示すように、貫通孔６０４を形成した接着材付き配線板６２０と配線パターンが形成された片面配線板６３０とを接着層６２１を介して接着させて層間接続用のブラインドバイアホール６０４が形成された両面基板を得る。さらにブラインドバイアホール６０４に対応する位置に球状導電体６０７を配置し、球状導電体６０７の径より小さい開口部６１１ａを形成したマスクプレート６１１が固定された構成からなる上加圧プレート６１２と平板の下加圧プレート６１３を配置して加圧する。
【００７７】
次に、図４（ｅ）に示すように、加圧することで球状導電体６０７が圧入変形してブラインドバイアホール６０４内に充填されてランド部６０３ａとランド部６３３ａが層間接続することができるとともに、上加圧マスクプレート６１１の開口部６１１ａにより局所加圧することで成形変形して突起部６０８が形成された突起電極付き配線基板６００が得られる。ここで得られた突起電極付き配線基板６００は、配線パターンの精度ばらつきが少なく良好な配線パターン形成がされた片面配線板を積層しているため実施の形態１で得られた突起電極付き配線基板５００の配線パターン５０３と比較すると、さらに微細化した配線基板が実現できる。
【００７８】
（実施の形態３）
以下に、図５を参照しながら、本発明の突起電極付き配線基板を積層化する本発明の一例として、実施の形態３に係る突起電極付き４層配線基板について説明する。図５は、本発明にかかる実施の形態３における突起電極付き４層配線基板の構成断面図である。
【００７９】
図５に示すように本実施の形態３における突起電極付き４層配線基板７００は、実施の形態１と同様の構成からなる第１突起電極付き配線基板７２０および第２突起電極付き配線基板７３０との中間にフィルム基材７４１の両面に接着材７４２ａ、７４２ｂが形成された接着材付きフィルム基材７４０とが積層されて構成される突起電極付き４層配線基板である。
【００８０】
ここで、第１突起電極付き配線基板７２０は、絶縁層７２１の両面に銅箔が直接形成された両面銅張積層板に、配線パターン７２３が形成され、さらに配線パターン７２３のランド部７２３ａに絶縁層７２１を含む厚み方向に貫通孔７２４が形成され、貫通孔７２４内には金属コア材７２５に半田金属７２６を被覆した球状導電体７２７を圧入変形させて挿入し、球状導電体７２７を介して上下のランド部７２３ａとの層間接続されるとともに球状導電体７２７の表面部は、局所加圧変形によりランド部７２３ａの表面から突出するような突起部７２８を一体形成している。
【００８１】
また、第２突起電極付き配線基板７３０は、絶縁層７３１の両面に銅箔が直接形成された両面銅張積層板に、配線パターン７３３を形成され、さらに配線パターン７３３のランド部７３３ａに絶縁層７３１を含む厚み方向に貫通孔７３４が形成され、貫通孔７３４内には金属コア材７３５に半田金属７３６を被覆した球状導電体７３７を圧入変形させて挿入し、球状導電体７３７を介して上下のランド部７３３ａとの層間接続されるとともに球状導電体７３７の表面部は、局所加圧変形によりランド部７３３ａの表面から突出するような突起部７３８を一体形成している。
【００８２】
また、第１突起電極付き配線基板７２０と第２突起電極付き配線基板７３０は、接着材付きフィルム基材の貫通孔７４４内に充填された導電性ペースト７４５を介して電気的接続される。
【００８３】
また、第１突起電極付き配線基板７２０の上面側の配線パターン７２３と第２突起電極付き配線基板７３０の下面側の配線パターン７３３は、それぞれ接着材付きフィルム基材の接着材７４２ａ、接着材７４２ｂ内に埋設された構成となっている。
【００８４】
また、第１突起電極付き配線基板７２０の突起部７２８は、接着材付きフィルム基材の接着材内に形成した導電性ペースト７４５に埋設され、第２突起電極付き配線基板７３０
の突起部７３８が突出した構成を有している。
【００８５】
次に、図６を参照して突起電極付き多層配線基板の製造方法の一例について説明する。
【００８６】
図６（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施に形態３に係る突起電極付き４層配線基板７００の製造方法の基本的な工程の説明図である。
【００８７】
図６（ａ）に示すように、フィルム基材７４１の両主面上に接着層７４２ａおよび接着層７４２ｂが形成された接着材付きフィルム基材７４０を準備する。この接着材付きフィルム基材７４０の両面の接着層７４２ａ、７４２ｂに離型フィルム７４９ａおよび離型フィルム７４９ｂが当接するように重ねられ、真空ラミネート、ロールラミネート、真空プレス、オートクレーブ等により加圧加熱される。この工程により、接着材付きフィルム基材７４０と離型フィルム７４９ａおよび離型フィルム７４９ｂが、貼り合わせられ、積層固定される。尚、本実施の形態３では、接着材付きフィルム基材７４０として、エポキシ樹脂付きポリイミドシート（「多層フレキシート」京セラケミカル株式会社製）を用いることが出来る。このエポキシ樹脂付きポリイミドシートは、フィルム基材７４１としてポリイミドフィルムが用いられている。そして、ポリイミドフィルム上に熱硬化型エポキシ樹脂が塗布されている。この両面に熱硬化型エポキシ樹脂が塗布されたポリイミドフィルムを乾燥させて半硬化状態にしたものが、接着材付きフィルム基材７４０として用いられる。
【００８８】
又、離型フィルム７４９ａ、７４９ｂとしては、ＰＰＳフィルム（「トレリナ」東レ株式会社）を用いることが出来る。また、接着材付きフィルム基材７４０と離型フィルム７４９ａ、７４９ｂを貼り合わせて積層固定する方法としては、真空ラミネート装置により圧力０．８ＭＰａ、温度６０℃で、１ｍｉｎの間、加圧及び加熱することにより行われる。
【００８９】
次に、図６（ｂ）に示すように離型フィルム７４９ａ、７４９ｂを設けた接着材付きフフィルム基材７４０に層間接続部位（以下、「ビア」）に対応した位置に貫通孔７４４が形成される。この貫通孔７４４の形成方法としては、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、パンチャー等の加工装置を用いて貫通孔の大きさや離型フィルムの種類に応じて最適な加工法が選択される。本実施の形態３では、パンチャーにより、貫通孔７４４が形成された。
【００９０】
次に、図６（ｃ）に示すように貫通孔７４４に導電性ペースト７４５を充填し、さらに導電性ペースト７４５が硬化しない温度で乾燥させることによって、導電性ペースト７４５が半硬化状態となる。充填方法としては、スクリーン印刷法、真空遠心法、ローラ加圧法等を用いることが出来る。
【００９１】
本実施の形態３では、スクリーン印刷機（不図示）により離型フィルム７４９ｂ上に直接、導電性ペースト７４５を塗布し、印刷法によって貫通孔７４４に導電性ペースト７４５が充填された。この際、離型フィルム７４９ｂは、導電性ペースト７４５の充填マスクの役割と第１の接着層７４１２の汚染防止の役割を果たしている。導電性ペースト７４５の乾燥は８０℃で、１０ｍｉｎの条件で行われた。
【００９２】
なお、導電性ペースト７４５としては、具体的には、平均粒径１〜３μｍの銅粉７０重量％と、樹脂成分としてのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０重量％と、エポキシ樹脂の硬化剤としてアミンアダクト硬化剤３重量％と、ブチルカルビトールアセテート１７重量％とを３本ロールで混練して生成された導電性ペーストが用いられた。
【００９３】
次に、図６（ｄ）に示すように、接着材付きフィルム基材７４０から、その両側の離型フィルム７４９ａ、７４９ｂが剥離される。すると、接着材付きフィルム基材７４０の両側の主面から導電性ペースト７４５が突出する。
【００９４】
次に、図６（ｅ）に示すように、下加圧プレート７１３上に第１突起電極付き配線基板７２０、導電性ペースト７４５を形成した接着材付きフィルム基材７４０、第２突起電極付き配線基板７３０の順に位置合わせをして積層し、さらにプレス用緩衝材７１４を介し、上加圧プレート７１２を配置する。
【００９５】
次に、図６（ｆ）に示すように、加圧加熱することで突起電極付き４層配線基板７００が得られる。ここで突起部７３８の高さは、構成する材料の厚さや、プレス用緩衝材７１４の硬さ、径、加圧条件等により異なるので予め製造条件設定と形成される突起部７３８高さとの相関を把握しておくことが重要である。
【００９６】
以上のようにして得られた本発明の一実施の形態における突起電極付き４層配線基板は、高接続信頼性で微細な配線パターンをもつ配線基板同士を積層し形成を行うため、接続信頼性が高く、生産性に優れた層間接続を有する突起電極付き多層配線基板が得られる。
【００９７】
尚、上記実施の形態では、開口部５１１ａが形成されたマスクプレート５１１が固定された上加圧プレート５１２と、平板の下加圧プレート５１３とを用いて、球状導電体を貫通孔に圧入する場合について説明したが、これに限らず例えば、上下とも平板の加圧プレートを用いて、球状導電体を貫通孔に圧入する構成でも良い。この場合、上加圧プレートで球状導電体の上面を下方に向けて押圧する際には、絶縁層の表面まで完全に押し込むのではなく、その表面から所定の距離だけ離れた位置まで押し込んだところで上加圧プレートの移動を止める。これにより、球状導電体が貫通孔に完全に圧入されずに、その球状導電体の一部が貫通孔から突出した突起電極部として残すことが出来るので、上記と同様の効果を発揮する。
【００９８】
また、上記実施の形態では、開口部５１１ａが形成されたマスクプレート５１１が固定された上加圧プレート５１２と、平板の下加圧プレート５１３とを用いて、球状導電体を貫通孔に圧入することにより、突起部の根元側より中央側のほうが厚くなる様に、半田金属５０６の厚さを変化させる場合について説明したが、これに限らず例えば、上下とも平板の加圧プレートを用いることにより、球状導電体を構成する金属コアの一部が貫通孔より突出しており、その表面に半田金属が覆っている構成構成であれば良く、必ずしも、突起部の根元側より中央側のほうが半田金属の厚みが厚くなる構成でなくても良い。
【００９９】
また、上記実施の形態では、絶縁層の両面に配線パターンが形成されており、貫通孔に圧入された球状導電体の表面を覆っている半田金属を加熱して両面の配線パターン同士を電気的に接続する場合について説明したが、これに限らず例えば、絶縁層の何れか一方に配線パターンが形成されており、その配線パターンと貫通孔に圧入された球状導電体の表面の半田金属とが加熱により接続される構成でも良い。また、この場合、突起電極部は、配線パターンが形成された主面側に突出している構成に限らず、例えば、配線パターンが形成されていない面側に突出している構成でも良い。
【０１００】
また、上記実施の形態では、絶縁層の一方の面側に突起電極部が突出している場合について説明したが、これに限らず例えば、両方の面側に突起電極部が突出した構成でも良い。この場合、上下の加圧プレートのそれぞれに、開口部５１１ａが形成された構成とすれば良い。
【０１０１】
また、上記実施の形態では、貫通孔に球状導電体を１つ圧入する場合について説明したが、これに限らず例えば、貫通孔の口径より絶縁層の厚みの寸法が大きい場合等の場合は、球状導電体を複数個圧入しても良い。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、本発明の粒状導電体の一例として、球状導電体を用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、圧入により貫通孔の内壁に固定できる粒状の形態であればどの様な形状でも良い。
【０１０３】
また、上記実施の形態では、本発明の金属コア部材の一例として、球状体を用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、圧入により貫通孔の内壁に固定できる粒状の形態であればどの様な形状でも良い。
【０１０４】
上記実施の形態によれば、層間接続用のビアと表面実装用の突起が一体構成であり強度が大きく、良好な突起が形成された実装信頼性が高い突起電極付き配線基板及びその製造方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明にかかる突起電極付き配線基板及びその製造方法は、簡易な工程で製造でき、かつ、実装信頼性が高いという効果を有し、半導体装置あるいは電子部品等を実装する実装用配線基板やその製造方法などとして有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
５００，６００ 突起電極付き配線基板
７００ 突起電極付き４層配線基板
５０１ 絶縁層
５０３ 配線パターン
５０３a ランド部
５０４ 貫通孔
５０５ 金属コア材
５０６ 半田合金
５０７ 球状導電体
５０８ 突起部
５１１ マスクプレート
５１２ 上加圧プレート
５１３ 下加圧プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の少なくとも一方の面に配線層が設けられた配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
前記配線層を接続するための貫通孔を前記配線パターンが形成された前記絶縁層に形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に対応する位置に、金属コア部材に半田金属を被覆した粒状導電体を配置する配置工程と、
前記粒状導電体が配置された側から加圧プレートで前記粒状導電体を押圧して、前記粒状導電体の一部が前記加圧プレート側に突出した突起電極部として存在する様に前記貫通孔に圧入する加圧工程と、
前記半田金属を加熱固化して前記配線パターンを接続する接合工程とを備えた、突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記粒状導電体は球状導電体であり、
前記加圧プレートの表面には、前記貫通孔に対応する位置に前記球状導電体の径より小さい凹部が設けられており、
前記加圧工程では、前記凹部が形成された前記加圧プレートで前記球状導電体を押圧して局所塑性変形させることで凸形状の前記突起電極部を形成する、請求項１に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記球状導電体は、前記貫通孔径より小さい金属コア部材を有している請求項２に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属コア部材が軟質金属からなる、請求項１〜３の何れかに記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属コア部材が金、銀、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上である請求項１〜４の何れかに記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁層は、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ＰＰＳ(ポリフェレンサルファイド)フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ＬＣＰフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のいずれか選択された材料によって形成されている、請求項１に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記加圧工程において、前記粒状導電体は加圧により配線パターンの少なくとも一方の主面から突出した凸形状の前記突起電極部をなす、請求項１に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記加圧工程において、前記半田金属の厚みは、前記一方の加圧プレートにより加圧変形することで前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、請求項２に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項９】
絶縁層部材と、
絶縁層部材の少なくとも一方の主面に設けられた配線層と、
前記配線層および前記絶縁層部材を厚み方向に貫通した貫通孔と、
前記貫通孔に固定された、金属コア部材に半田金属を被覆した導電性部材とを備えた突起電極付き配線基板であって、
前記導電性部材は、その一部が前記貫通孔から突き出した凸形状の突起電極部を有し、
前記半田金属の厚みは、前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、突起電極付き配線基板。
【請求項１０】
前記突起電極部は、前記配線層の主面より突き出している、請求項９に記載の突起電極付き配線基板。
【請求項１】
絶縁層の少なくとも一方の面に配線層が設けられた配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
前記配線層を接続するための貫通孔を前記配線パターンが形成された前記絶縁層に形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔に対応する位置に、金属コア部材に半田金属を被覆した粒状導電体を配置する配置工程と、
前記粒状導電体が配置された側から加圧プレートで前記粒状導電体を押圧して、前記粒状導電体の一部が前記加圧プレート側に突出した突起電極部として存在する様に前記貫通孔に圧入する加圧工程と、
前記半田金属を加熱固化して前記配線パターンを接続する接合工程とを備えた、突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記粒状導電体は球状導電体であり、
前記加圧プレートの表面には、前記貫通孔に対応する位置に前記球状導電体の径より小さい凹部が設けられており、
前記加圧工程では、前記凹部が形成された前記加圧プレートで前記球状導電体を押圧して局所塑性変形させることで凸形状の前記突起電極部を形成する、請求項１に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記球状導電体は、前記貫通孔径より小さい金属コア部材を有している請求項２に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属コア部材が軟質金属からなる、請求項１〜３の何れかに記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属コア部材が金、銀、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上である請求項１〜４の何れかに記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁層は、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、ＰＰＳ(ポリフェレンサルファイド)フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ＬＣＰフィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のいずれか選択された材料によって形成されている、請求項１に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記加圧工程において、前記粒状導電体は加圧により配線パターンの少なくとも一方の主面から突出した凸形状の前記突起電極部をなす、請求項１に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記加圧工程において、前記半田金属の厚みは、前記一方の加圧プレートにより加圧変形することで前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、請求項２に記載の突起電極付き配線基板の製造方法。
【請求項９】
絶縁層部材と、
絶縁層部材の少なくとも一方の主面に設けられた配線層と、
前記配線層および前記絶縁層部材を厚み方向に貫通した貫通孔と、
前記貫通孔に固定された、金属コア部材に半田金属を被覆した導電性部材とを備えた突起電極付き配線基板であって、
前記導電性部材は、その一部が前記貫通孔から突き出した凸形状の突起電極部を有し、
前記半田金属の厚みは、前記凸形状の根元より先端のほうが厚い、突起電極付き配線基板。
【請求項１０】
前記突起電極部は、前記配線層の主面より突き出している、請求項９に記載の突起電極付き配線基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２３８８４３（Ｐ２０１１−２３８８４３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１０２９５（Ｐ２０１０−１１０２９５）
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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