JP2000513152A - 電気絶縁性支持体上に金属導体路パターンを形成させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ロウ付け可能および／またはボンディング可能な接続領域（ＣＡ１；ＣＡ２）を有する金属導体路パターンを電気絶縁性支持体（Ｕ１）上に形成させるために、最初に金属化部を支持体上に施こし、少なくとも望ましい導体路パターンと境を接する領域内で再び除去する。次に、接続領域（ＣＡ１；ＬＡ１）上へのロウ付け可能および／またはボンディング可能な端面（Ｅ）の電気的析出を行なう。クリーンルーム条件は、不必要である。

Description

【発明の詳細な説明】 電気絶縁性支持体上に金属導体路 パターンを形成させる方法 本発明は、電気絶縁性支持体上に金属導体路パターンを形成させる方法に関す る。 米国特許第４８０４６１５号明細書の記載から、両面が銅被覆された、電気絶 縁性の平らな支持体から出発する、ロウ付け可能な接続領域を有する金属導体路 パターンを形成させる方法は、公知である。小さなスルーホールの穿孔後、化学 的析出浴中で銅層が析出され、この銅層は、孔壁上にも延在する。更に、この銅 層上には、ガルバノレジストが施こされ、このガルバノレジストは、後の接続領 域だけを被覆せず、したがってこの場合には事後に銅および錫−鉛合金を電気的 に析出させることができる。この場合、錫−鉛合金は、接続領域のロウ付け可能 な端面を形成させる。ガルバノレジストの完全な除去後、接続領域以外に後の導 体路パターンの全領域を覆うエッチングレジストが施こされる。次に、化学的に 析出される銅層および銅被覆の導体路パターンに対応しない全領域は、支持体の 表面に到るまでエッチングされる。このエッチング過程で、固有のエッチングレ ジストだけが保護されるのではなく、接続領域の耐エッチング性の端面は、また 、その下にある銅を腐食攻撃から保護する。エッチングレジストの完全な除去後 、導体路パターンのロウ付け可能な接続領域だけは被覆しないロウ付け停止ラッ カーが施こされる。 米国特許第４６０８２７４号明細書の記載から、ロウ付け可能な接続領域を有 する金属導体路パターンを形成させるもう１つの方法が公知であり、この場合に は、予め穿孔された電気絶縁性の平らな支持体から出発される。支持体の両面上 および孔内に銅を無電流析出した後、銅層上にはエッチングレジストが施こされ 、このエッチングレジストは、後の接続領域を除いて後の導体路形成部の全領域 を被覆する。引続き、後の接続領域だけは被覆しないガルバノレジストが施こさ れ、したがってこの場合には、順次に銅および錫−鉛合金が電気的に析出されう る。ガルバノレジストの完全な除去後、露出する銅層の全領域は、支持体の表面 に到るまでエッチングされ、この場合には、エッチングレジストの導体路パター ンの範囲内で接続領域の耐エッチング性の端面は、その下にある銅層を腐食攻撃 から保護する。また、エッチングレジストの完全な除去後、導体路パターンのロ ウ付け可能な接続領域だけは被覆しないロウ付け停止ラッカーが再び塗布される 。 ＷＯ９５／２９５７３の記載から、ロウ付け可能および／またはボンディング 可能な接続領域を有する金 属導体路パターンを電気絶縁性支持体上に形成させるもう１つの方法は、公知で ある。この方法は、次の処理過程： ａ．）支持体上への金属化部の施与； ｂ．）電気泳動浴中での金属化部上への有機保護層、ガルバノレジスト保護層お よびエッチングレジスト保護層の施与； ｃ．）レーザービームを用いての後の接続領域内での保護層の除去； ｄ．）金属化部の処理過程ｃ）で露出された領域上へのエッチングレジストのロ ウ付け可能および／またはボンディング可能な端面の電気メッキ； ｅ．）少なくとも後の導体路パターンと直接に境を接している範囲内でのレーザ ービームを用いての保護層の除去； ｆ．）支持体の表面までの金属化部の処理過程ｅ）で露出された範囲のエッチン グを含む。 前記方法の利点は、殊に唯１つの有機保護層を電気泳動浴中で施こさなければ ならず、この有機保護層をレーザービームを用いての第１のパターン化の後にガ ルバノレジストとして使用し、レーザービームを用いての第２のパターン化の後 にエッチングレジストして使用し、導体路パターンの形成後にも除去する必要が ないことにある。先に既にガルバノレジストおよびエッチングレジストとして使 用された保護層は、場合に よっては付加的になおロウ付け停止マスクとして使用されることができる。 ＷＯ ９６／０９６４６には、所謂ポリマースタッドグリッドアレイ（Polyme r Stud Grid Array）（ＰＳＧＡ）が記載されており、これは、ボールグリッド アレイズ（Ball Grid Arrays）（ＢＧＡ）の利点をＭＩＤ技術の利点と一緒に併 せ持つ。この場合、ポリマースタッドグリッドアレイ（Polymer Stud Grid Arra y）（ＰＳＧＡ）としての新規の構造形は、ボールグリッドアレイズ（Ball Grid Arrays）（ＢＧＡ）に関連して表記され、この場合、”ポリマースタッド（pol ymer Stud）”の概念は、基板の射出成形の際に一緒に形成されるポリマー突起 が指摘される。シングル（Single）−、フュウー（Few）−またはマルチ（Multi ）−チップモジュールに適した新しい構造形は、 − 電気絶縁性ポリマーからなる射出成形された三次元基板、 − 基板の裏面に平らに配置された、射出成形の際に一緒に形成されるポリマー 突起、 − ポリマー突起上にロウ付け可能な端面を通じて形成された外側接点、 − 少なくとも基板の裏面に形成された、外側接点を内側接点と接続する導体路 、 − その接点が内側接点と導電的に接続されている、支持体上に配置された少な くとも１つのチップを含む 。 米国特許第４２８９５７５号明細書の記載から、印刷回路を製造するための１ つの方法が公知であり、この場合には、最初に常用の光エッチング技術を用いて 、個々の導体路が接続ウェブに亘って互いに接続されたままである導体路パター ンが製造される。引続き、電気絶縁性でガルバノレジストおよびエッチングレジ ストの第１の被膜を、導体路パターンの接続領域および接続ウェブが自由のまま であるように施こす。その後に、接続ウェブ上にガルバノレジストの第２の被膜 を施こし、その上、導体路パターンの露出する接続領域上に電気的金属析出によ ってロウ付け可能および／またはボンディング可能な端面を施こす。次に、第２ の被膜の除去後に、接続ウェブは、選択的にエッチングされることができる。 請求項１に記載された本発明は、電気絶縁性支持体上にロウ付け可能および／ またはボンディング可能な接点範囲を有する金属導体路パターンを形成させるた めの簡単で経済的な方法、殊にフレックス回路(Flexschaltung)およびポリマー スタッドグリッドアレイ(Polymer Stud Grid Array)の製造に適している方法を 得るという問題に基づくものである。この場合、現在のチップ包装に課された要 求に関連して、導体形成手段は、極めて微細なパターンを支持体上に形成させる ことができるはずである。 例えば、５×５ｃｍ²の加工面積上で導体路幅約４０μｍおよび絶縁距離３０ μｍのパターンをクリーンルームの条件なしに実現させることができるレーザー 微細パターン化は、本発明による解決の基礎となるものである。それによって、 一列または複数列のチップ接点と複数列の導体板接点との間の極めて厚手の単層 の導線接続は、実現させることができる。 本発明の好ましい実施形式は、従属請求項の記載から明らかである。 本発明の実施例は、図面に示されており、以下に詳細に記載されている。 図１〜図８は、ロウ付け可能な接続領域を有する金属導体路パターンを電気絶 縁性支持体上に形成させる際の著しく簡単に図示された種々の処理段階を示す略 図であり、 図９は、シートの対向する側に接続領域を有するシートとして形成された支持 体の断面を示す略図であり、 図１０は、一体化しているポリマー突起上に形成された接続領域を有するポリ マースタッドグリッドアレイの断面を示す略図であり、 図１１は、導体路パターンの個々の導体路の導電性接続のための実施例を示す 略図であり、 図１２は、片側に配置されたチップ接点を有するフレックス回路の第１の実施 例を示す略図であり、 図１３は、２列に配置されたチップ接点を有するフレックス回路の第２の実施 例を示す略図である。 図１によれば、電気絶縁性支持体Ｕ１から出発し、この場合には、図示された 実施例において薄手の可撓性シートが重要である。 図１に示された支持体Ｕ１は、最初に後に施こすべき導体路パターンの付着強 度を高めるためにエッチングされ、引続き清浄化される。清浄化の後、支持体Ｕ １の図面からは詳細に認めることができない種結晶化が、例えばＰｄ−Ｃｌ₂− ＳｎＣｌ₂浴中への浸漬によって行なわれる。 種結晶の活性化の後、全面に亘って図２から明らかな金属化部Ｍ１が支持体Ｕ １上に施こされ、この場合この金属化部は、外側の無電流の化学電着銅層によっ て形成される。場合によっては、金属化部Ｍ１は、なお次の電気的銅析出によっ て強化されてもよい。 図３によれば、引続き金属化部Ｍ１は、レーザービームＬＳを用いて望ましい 導体路パターンと直接に境を接する領域内で、導体路パターンの個々の導体路Ｌ １が互いに電気的に接続されたままであるように除去される。個々の導体路Ｌ１ の図３において認めることができない導電性接続は、後の位置で図１１について 詳説される。 図４によれば、引続き電気泳動浴中でガルバノレジストの有機保護層Ｓが導体 路パターン上に施こされ、 この場合導体路パターンの互いに電気的に接続された導体路Ｌ１は、電気泳動浴 の種類に応じて陽極接続されているかまたは陰極接続されている。 図５によれば、保護層Ｓは、エッチングレジストとして使用されてもよく、こ の場合には、金属化部Ｍ１の導体路パターンに相応する領域は、全体的に相応す るエッチング浴中で除去される。しかし、金属化部Ｍ１の導体路パターンに相応 する領域は、支持体Ｕ１上に残存していてもよく、後に例えば電磁シールドとし て使用されてもよい。この電磁シールドの場合には、金属化部Ｍ１の残存領域は 、陽極接続または陰極接続され、保護層Ｓで被覆されている。 図６は、図５と比較して支持体Ｕ１が９０°旋回した断面図で導体路Ｌ１の長 手延在部およびその上に施こされた保護層Ｓを示す。 図７によれば、保護層Ｓは、今やレーザービームＬＳによって導体路パターン の後の接続領域内で再び除去されている。この場合、図７には、後にチップ接点 として使用すべき接続領域ＣＡ１および後に導体板接点として使用すべき接続領 域ＬＡ１を認めることができる。 引続き、導体路パターンのレーザービームＬＳにより露出された領域上には、 図８によれば、電気金属析出によってロウ付け可能な端面Ｅが施こされている。 図示された実施例の場合には、この端面Ｅは、錫−鉛 合金である。 図９は、可撓性シートによって形成された支持体Ｕ１に後のチップ接点として 使用される接続領域ＣＡ１の範囲内でスルーホール孔ＤＬが備えられている１つ の変形を示す。それによれば、支持体Ｕ１の裏面上には、導体板接点として形成 された接続領域ＬＡ１およびそれから延びている導体路Ｌ１が配置されていても よく、他方、支持体Ｕ１の上面上には、チップ接点として形成された接続領域Ｃ Ａ１が配置されている。この場合、チップ接点として形成された接続領域ＣＡ１ は、スルーホール孔ＤＬの範囲内でのロウ付け可能な端面Ｅの電気的析出によっ て形成されている。 図１０は、ポリマースタッドグリッドアレイの製造の際に図１〜８につき示さ れた処理過程が使用されるようなもう１つの実施例を示す。この場合には、熱可 塑性成形材料の射出成形によって製造された三次元的支持体Ｕ２が使用され、こ の支持体の裏面上には、射出成形の際に平らに配置されたポリマー突起ＰＳが一 緒に形成されている。更に、支持体Ｕ２の裏面上には、射出成形の際にチップを 収容するための凹所Ｍが形成されており、かつこの凹所Ｍの範囲内で同様に射出 成形の際にポリマー突起ＰＨが一緒に形成されることを認めることができる。更 に、このポリマー突起ＰＨ上には、チップ接点として形成された接続領域ＣＡ２ が製造される。導体板接点として形成された接続領域 ＬＡ２とチップ接点として形成された接続領域ＣＡ２とは、導体路Ｌ２によって 接続される。保護層Ｓは、接続領域ＬＡ２およびＣＡ２に相応しない導体路像の 全領域を覆う。 図１１は、導体路パターンの導体路Ｌ１の導電性接続に関連する１例を示す。 この場合、この接続は、チップ接点として形成された全接続領域ＣＡ１を互いに 接続する横方向ウェブＱＳによって行なわれる。更に、この横方向ウェブＱＳは 、電気泳動浴中で保護層Ｓを施与する際に浴の種類に応じて陽極接続または陰極 接続される。端面の電気的析出の際に、横方向ウェブは、例えば打ち抜きによっ て分離されてもよい。もう１つの簡単で経済的な方法は、横方向ウェブＱＳをレ ーザービームを用いて属する接続領域と分離することにある。 図１２は、チップ接点として形成された接続領域ＣＡ１および導体路Ｌ１が支 持体Ｕ１の片側に形成されている場合のフレックス回路の第１の実施例を示す。 この場合、チップ接点として形成された接続領域ＣＡ１は、支持体Ｕ１の縁部内 に一列に配置されている。導体板接点として形成された接続領域ＬＡ１は、支持 体Ｕ１の対向する側に二列で配置されている。この導体板接点は、図９に関連し て記載された方法によりスルーホール孔の範囲内で製造されるが、しかし、これ はは、図１２に詳細には図示されていない。 図１３は、図１２に記載の実施態様とは異なり、二列で互いにずれて配置され た、チップ接点として形成された接続領域ＣＡ１が備えられているフレックス回 路の第２の実施形式を示す。この接続領域での二列でのずれた配置によって、個 々の導体路Ｌ１間には、特に僅かな絶縁間隔を実現させることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ロウ付け可能および／またはボンディング可能な接続領域（ＣＡ１、ＬＡ１ ；ＣＡ、ＬＡ２）を有する金属導体路パターンを電気絶縁性支持体（Ｕ１；Ｕ２ ）上に形成させる方法において、次の処理過程： ａ．）支持体（Ｕ１；Ｕ２）上へ金属化部（Ｍ１；Ｍ２）を施こし； ｂ．）金属化部（Ｍ１；Ｍ２）をレーザー微細パターン化により、少なくとも 望ましい導体路パターンと直接に境を接する領域内で、導体路パターンの個々の 導体路（Ｌ１；Ｌ２）が電気的に互いに接続されたままであるように、除去し、 ｃ．）ガルバノレジストの有機保護層を電気泳動浴中でレーザーパターン化に よって導体路パターン上に施こし； ｄ．）保護層（Ｓ）を後の接続領域（ＣＡ１、ＬＡ１；ＣＡ２、ＬＡ２）内で 除去し； ｅ．）ロウ付け可能および／またはボンディング可能な端面（Ｅ）を金属化部 （Ｍ１；Ｍ２）の処理過程ｄ）で露出された領域上に電気的に析出させることを 行なうことを特徴とする、ロウ付け可能および／またはボンディング可能な接続 領域を有する金属導体路パターンを電気絶縁性支持体上に形成させる 方法。 ２．可撓性のシートを支持体（Ｕ１）として使用する、請求項１記載の方法。 ３．支持体（Ｕ１）の裏面上に、導体板接点として形成された接続領域（ＬＡ１ ）およびそれから延びている導体路（Ｌ１）を配置させ、支持体（Ｕ１）の上面 上には、チップ接点として形成された接続領域（ＣＡ１）を配置させ、この場合 、チップ接点として形成された接続領域（ＣＡ１）は、スルーホール孔（ＤＬ） の範囲内でのロウ付け可能および／またはボンディング可能な端面（Ｅ）の電気 的析出によって形成される、請求項２記載の方法。 ４．熱可塑性成形材料の射出成形によって製造された三次元的支持体（Ｕ２）を 使用する、請求項１記載の方法。 ５．射出成形の際に支持体（Ｕ２）の裏面上に平らに配置されたポリマー突起（ ＰＳ）を一緒に形成させ、ポリマー突起（ＰＳ）上に導体板接点として形成され た接続領域（ＬＡ２）を製造する、請求項４記載の方法。 ６．射出成形の際に支持体（Ｕ２）の裏面上にチップを収容するための凹所（Ｍ ）を形成させ、ポリマー突起（ＰＳ）をこの凹所の範囲の外側に配置させる、請 求項５記載の方法。 ７．射出成形の際に凹所（Ｍ）の範囲内でポリマー突 起（ＰＨ）を一緒に形成させ、このポリマー突起（ＰＨ）上にチップ接点として 形成された接続領域（ＣＡ２）を製造する、請求項６記載の方法。 ８．金属化部（Ｍ１；Ｍ２）を化学的金属析出によって支持体（Ｕ１；Ｕ２）上 に施こす、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。 ９．金属化部（Ｍ１；Ｍ２）を銅の化学的金属析出によって製造する、請求項８ 記載の方法。 １０．金属化部（Ｍ１；Ｍ２）をパターン化の前または後に処理工程ｂ）で電気 的金属析出によって強化する、請求項８または９記載の方法。 １１．金属化部（Ｍ１；Ｍ２）を銅の化学的金属析出によって強化する、請求項 １０記載の方法。 １２．レーザー微細パターン化の際に約３５〜４５μｍの幅（ｂ）および約２５ 〜３５μｍの絶縁距離（ａ）を有する導体路を製造する、請求項１から１１まで のいずれか１項に記載の方法。 １３．金属化部（Ｍ１；Ｍ２）を全面に亘って支持体（Ｕ１；Ｕ２）上に施こす 、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の方法。 １４．処理過程ｃ）において電気泳動浴中で保護層（Ｓ）としてロウ付け停止ラ ッカーとして適した温度安定性のラッカーを導体路パターン上に施こす、請求項 １記載の方法。 １５．保護層（Ｓ）を導体路パターン上への施与後に 乾燥させる、請求項１４記載の方法。 １６．処理工程ｄ）でのパターン化後に残存する保護層（Ｓ）を硬化させる、請 求項１４または１５記載の方法。 １７．請求項１記載の処理過程ｃ）または請求項２記載の処理過程ｅ）において 端面（Ｅ）として錫または錫−鉛合金を折出させる、請求項１から１６までのい ずれか１項に記載の方法。 １８．請求項１記載の処理過程ｃ）または請求項２記載の処理過程ｅ）において 端面（Ｅ）としてニッケルおよび金を析出させる、請求項１または２記載或いは 請求項３から１７までのいずれか１項に記載の方法。