JPH09246726A - プリント基板及びプリント基板のバンプ形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線を形成する際に、同時にバンプの形成が
行えるようにする。 【解決手段】 基板１０１上に、配線部１１０とバンプ
１２０とが設けられていいる。配線部１１０は、配線層
１１１，１１３ａ，１１３ｂ，１１５と絶縁層１１２，
１１４，１１６との積み重ねにより配線が形成されてい
る。バンプ１２０には、配線部１１０側の配線層と同じ
材質の配線層１２１，１２３と、配線部１１０側の絶縁
層と同じ材質の絶縁層１２２，１２４とが周囲よりも多
く積み重ねられることにより堆積部が形成されている。
その堆積部の上に、配線部１１０側の配線層１１３ｂに
接続された電極用の配線層１２５が設けられている。こ
のような構成のプリント基板であれば、配線を形成する
ための配線層と絶縁層とを積み重ねる工程において、同
時にバンプの堆積部と電極用配線層とを積み重ねバンプ
を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種回路素子を実装
するプリント基板及びプリント基板のバンプ形成方法に
関し、特にベアチップや表面実装部品を搭載するプリン
ト基板及びそのプリント基板のバンプ形成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ベアチップや表面実装部品を基板に搭載
する方式としては様々な方式があるが、その中でベアチ
ップとプリント基板とのいずれか一方の電極にバンプを
設け、そのバンプを介して双方を電気的に接続する方式
がある。例えば、フリップチップ方式である。

【０００３】プリント基板にバンプを設けるための従来
の方式は、まず配線層と絶縁層を積み重ねることにより
プリント基板上に配線を形成し、その後、電極部にバン
プを形成している。この際、実装すべきベアチップの電
極用のパッドは同一平面内に配置されているため、パッ
ドに接続するための多数のバンプは、高さが均一である
ことが望ましい。ところが、バンプの高さを全く均一に
するのは困難である。そこで従来はバンプの材質に金
（Ａｕ）などの柔らかい材質を用い、ベアチップを実装
する際の荷重でバンプを歪ませることにより高さのばら
つきを吸収していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方式で
はバンプを形成するためのプロセスが特別に必要である
ことが、生産性向上の妨げとなっていた。即ち、プリン
ト基板の上にバンプを形成する場合にはプリント基板の
製造工程が増えてしまい、チップ側にバンプを設けた場
合にはチップの製造工程が増加する。従って、特別なバ
ンプ形成のための工程を設けずにバンプを形成できるこ
とが望まれている。しかも、形成されたバンプは、高さ
のばらつきの程度に応じた弾力性を有している必要があ
る。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、バンプを形成するためにのみ行われる工程を
必要としないプリント基板を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は、配線の形成と同時にバ
ンプを形成するプリント基板のバンプ形成方法を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、表面実装部品を搭載するためのプリント
基板において、配線層と絶縁層との積み重ねにより配線
が形成された配線部と、前記配線層と前記絶縁層とのい
ずれかに用いられているものと同じ材質の層が周囲より
も多く積み重ねられた堆積部の上に、前記配線に接続さ
れた電極用配線層が設けられたバンプと、を有すること
を特徴とするプリント基板が提供される。

【０００７】このような構成のプリント基板であれば、
配線を形成するための配線層と絶縁層とを積み重ねる工
程において、同時にバンプの堆積部と電極用配線層とを
積み重ねバンプを形成することができる。

【０００８】また、表面実装部品を搭載するためのプリ
ント基板のバンプ形成方法において、基板上に配線を形
成するための配線層と絶縁層とを積み重ねると同時に、
バンプ形成領域に対して、周囲よりも多くの層を積み重
ね、前記バンプ形成領域の最上部に前記配線に接続され
た電極用配線層を重ねることによりバンプを形成する、
ことを特徴とするプリント基板のバンプ形成方法が提供
される。

【０００９】このようなプリント基板のバンプ形成方法
によれば、特別にバンプを形成するための工程を設けず
に、プリント基板上にバンプを形成することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明のプリント基板を示
す図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の
Ｘ−Ｘ線断面図である。本発明のプリント基板１００
は、基板１０１の上に配線部１１０とバンプ１２０とが
設けられている。配線部１１０とバンプ１２０とはビル
ドアップ法で配線層と絶縁層とを交互に重ねることによ
り形成されている。

【００１１】配線部１１０は、下から配線層１１１、絶
縁層１１２、配線層１１３ａ，１１３ｂ、絶縁層１１
４、配線層１１５、及び絶縁層１１６の順で各層が積み
重ねられている。配線層１１１と配線層１１３ａ，１１
３ｂとは、絶縁層１１２の除去されている部分を介して
接続されている。同様に、配線層１１３ａと配線層１１
５とは絶縁層１１４の除去されている部分を介して接続
されている。このような配線層同志の接続関係により、
電子回路等を接続するための配線が形成されている。

【００１２】バンプ１２０は、配線層１２１、絶縁層１
２２、配線層１２３、及び絶縁層１２４の順で円形の層
が積み重ねられている。ここで、バンプの高さを確保す
るために層が積み上げられた部分を堆積部と呼ぶことと
する。この堆積部の絶縁層は、上段になるにつれて、円
の半径が小さくなっており、配線層は、その下段にある
絶縁層と配線層とを覆うように作られている。そして、
これらの層を覆うようにして、配線層１２５が積み上げ
られている。この配線層１２５は、配線部１１０の端部
まで続いており、配線部１１０側の配線層１１３ｂに接
続されている。しかも、バンプ１２０の周囲には、配線
層１２５よりも下位の層は設けられていない。さらに、
配線層１２１，１２３，１２５は、配線部１１０の配線
層１１１，１１３ａ，１１３ｂ，１１５と同じ材質であ
り、絶縁層１２２，１２４は、配線部１１０の絶縁層１
１２，１１４，１１６と同じ材質である。

【００１３】このようなプリント配基板１００とするこ
とにより、配線層１１１と配線層１２１、絶縁層１１２
と絶縁層１２２、配線層１１３ａ，１１３ｂと配線層１
２３、絶縁層１１４と絶縁層１２４、及び配線層１１５
と配線層１２５とを、それぞれ同じ製造工程により同時
に形成することができる。この際、バンプ１２０と同様
の複数のバンプを、実装すべきベアチップ１のパッドに
対応した位置に設けることにより、ベアチップ１をプリ
ント基板１００にフリップチップ実装することができ
る。

【００１４】次に、配線部１１０とバンプ１２０を同時
に形成するプリント基板の製造方法について説明する。
図２は１層目の配線層の形成工程を示す図である。 〔Ｓ１〕基板１０１に配線層膜（Ｃｕ）１３１をめっき
で形成し、その上にレジスト１０を塗布する。ここでは
配線層膜１３１の厚さは４μｍとする。 〔Ｓ２〕フォトマスク２０の上方から光２を照射し、１
層目の配線パターンを露光する。すると、光２が照射さ
れた感光部分が現像液に溶けるようになる。なお、この
ときのフォトマスク２０は、バンプを形成すべき領域は
光２を透過せず、バンプを形成すべき領域の周辺は光２
を透過する。 〔Ｓ３〕レジスト１０を現像する。現像の結果、感光部
分のみが現像液に溶け、非感光部分のレジスト１１，１
２が残る。 〔Ｓ４〕配線層膜１３１をエッチングし、レジスト１
１，１２に被覆されていない領域の材料を除去する。そ
の結果、基板１０１上に配線層１１１、１２１が形成さ
れる。この際、配線層１２１は、バンプを形成すべき領
域上に他の配線層１１１とは切り離された状態で形成さ
れる。

【００１５】図３は１層目の絶縁層、２層目の配線層、
及び２層目の絶縁層の形成工程を示す図である。 〔Ｓ５〕１層目の絶縁層を形成するために感光性ポリイ
ミド３０を塗布する。そして、フォトマスク２１のビア
を介して光３を照射することにより、ビアのパターンを
露光する。この感光性ポリイミド３０は、感光部分が現
像液に不溶化になる。このときの絶縁層２０の厚さは７
μｍとする。なお、フォトマスク２１は、配線層１２１
の上部に対しては光３を透過し、その周辺の領域に対し
ては光３を透過しない。 〔Ｓ６〕感光性ポリイミド３０を現像し、感光部分以外
を除去する。残った部分に熱を加えて重合反応を起こさ
せ、完全なポリイミドとする。その結果、絶縁層１１
２，１２２が形成される。この際、絶縁層１２２は、配
線層１２１の上に積み重ねる形で形成される。 〔Ｓ７〕２層目の配線層１１３ａ，１１３ｂ，１２３を
ステップＳ１〜ステップＳ４と同様の工程で形成する。
この際、配線層１１３ａと配線層１１３ｂとは直接には
接続されず、配線層１１１を介して電気的に接続され
る。また、配線層１２３は、配線層１２１と絶縁層１２
２とを覆うようにして、配線層１１３ａ，１１３ｂとは
切り離された状態で形成される。 〔Ｓ８〕２層目の絶縁層１１４，１２４をステップＳ
５、ステップＳ６と同様の工程で形成する。この際、絶
縁層１２４は、配線層１２３の上部に積み重ねる形で形
成される。これにより、配線層１２１、絶縁層１２２、
配線層１２３、及び絶縁層１２４からなる堆積部が形成
される。

【００１６】図４は３層目の配線層と３層目の絶縁層と
の形成工程を示す図である。 〔Ｓ９〕３層目の配線層１１５，１２５をステップＳ１
〜ステップＳ４と同様の工程で形成する。この際、配線
層１２５は、堆積部を覆うとともに、配線層１１３ｂの
上にも重なる状態で形成される。この配線層１２５がベ
アチップのパッドと電気的に接続するための電極用の配
線層である。 〔Ｓ１０〕３層目の絶縁層１１６をステップＳ５、ステ
ップＳ６と同様の工程で形成する。その結果、内部に配
線が形成された配線部１１０と、最上部に電極用の配線
層１２５が形成され周囲よりも突出したバンプ１２０と
を有するプリント基板が作られる。

【００１７】以上のような工程で本発明のプリント基板
を製造することにより、配線を形成すると同時にバンプ
を形成することができる。その結果、フリップチップ方
式等のバンプによりベアチップを接続する方式を用いた
ベアチップ搭載基板の生産性が向上する。しかも、上記
の方法でバンプを形成するためには、配線層と絶縁層と
を積み重ねる際のレイアウトパターンを、バンプが形成
されるような設計にしておくだけでよい。

【００１８】ところで、バンプ１２０の高さは、重ねる
層の厚さと層の枚数とにより調整することができる。一
方、バンプ１２０の直径は、チップ側のパッドのサイズ
により調整する。上記の例では、バンプ１２０の高さは
２０μｍ程度であり、直径は６０μｍである。

【００１９】ベアチップの実装方法としては、異方性導
伝膜を基板チップの間に挟み、加熱圧縮する方法や、光
硬化樹脂を基板とチップとの間に挟み、圧力を加えつつ
紫外線を当てて接着する方法がある。ベアチップを実装
する際の荷重は３０ｇｆ／バンプ程度とする。これは、
バンプのサイズにより調整する。

【００２０】なお、実装の際に所定の荷重を加えると、
ポリイミドの弾力性によりバンプが変形し、高さのばら
つきが吸収される。このとき、バンプ内のポリイミド層
の厚さの合計の１／３程度までの高さばらつきを吸収す
ることができる。例えば、ポリイミド層の厚さが１５μ
ｍあれば、５μｍ程度までのばらつきを吸収できる。

【００２１】さらに、上記のように層を重ねてバンプを
形成することは、高さのばらつきを低く抑える効果もあ
る。つまり、バンプの高さは各層の膜厚分布に従うた
め、メッキバンプのようにバンプの配置や大きさの違い
よるバンプの高さの偏りは発生しない。従って、５μｍ
程度までのばらつきが吸収できれば十分である。

【００２２】なお、上記の例ではバンプに弾力性をもた
せるためにポリイミドの絶縁層を用いたが、配線層にや
わらかい材質のものを用いることにより、配線層のみで
バンプを形成することも可能である。

【００２３】図５は配線層のみでバンプを形成したプリ
ント基板の断面図である。このプリント基板２００は、
基板２０１上に配線部２１０とバンプ２２０とが設けら
れている。配線部２１０はビルドアップ法で配線層と絶
縁層とを交互に重ねることにより形成されている。バン
プ２２０はビルドアップ法で配線層のみを重ねることに
より形成されてる。ここでは、配線層としてアルミニウ
ムを使用するものとする。

【００２４】配線部２１０は、下から配線層２１１、絶
縁層２１２、配線層２１３ａ，２１３ｂ、絶縁層２１
４、配線層２１５、及び絶縁層２１６の順で各層が積み
重ねられている。配線層２１１と配線層２１３ａ，２１
３ｂとは、絶縁層２１２の除去されている部分を介して
接続されている。同様に、配線層２１３ａと配線層２１
５とは絶縁層２１４の除去されている部分を介して接続
さている。

【００２５】バンプ２２０は、円形の配線層２２１と配
線層２２２とが積み重ねられ、堆積部が形成されてい
る。なお、２層目の配線層２２２は、１層目の配線層２
２１よりも円の半径が小さい。そして、これらの層を覆
うようにして、配線層２２３が形成されている。この配
線層２２３は、配線部２１０の端部まで続いており、配
線部２１０側の配線層２１３ｂに接続されている。しか
も、バンプ２２０の周囲には、３層目の配線層２２３よ
りも下位の層は設けられていない。

【００２６】アルミニウムは銅等にくらべ柔らかいた
め、配線層にアルミニウムを用いることにより、配線層
のみでも可塑性のあるバンプ２２０を形成することがで
きる。また、上記の例では、プリント基板の配線部には
配線を形成することとしているが、配線に限らず回路素
子等を配線部側に形成することもできる。さらには、本
発明のバンプをベアチップ側に形成することも可能であ
る。

【００２７】また、上記の例では、バンプの周囲には、
電極用の配線層（図１の配線層１２５と図５の配線層２
２３）よりも下の層は全く設けられていないが、配線層
１２５，２２３よりも下の層をバンプの周囲に設けるこ
ともできる。つまり、バンプの高さを確保するのに、３
つの層を重ねる必要があるとすれば、バンプは周囲より
も３層分多く重ねられていれば十分である。従って、バ
ンプの周囲に２つの層が重ねられていれば、バンプの領
域には、５つの層を重ねればよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のプリント基
板では、配線を形成するための配線層と絶縁層とに用い
られた材質と同じ材質の層を積み重ね、その上に電極用
の配線層を設けた部分をバンプとしたため、配線の形成
とバンプの形成を同じ工程で行うことが可能となった。

【００２９】また、本発明のプリント基板のバンプ形成
方法では、基板上に配線を形成するための配線層と絶縁
層とを積み重ねると同時に、バンプ形成領域に対して、
周囲よりも多くの層を積み重ね、その上に電極用の配線
層を設けることによりバンプを形成するようにしたた
め、配線を形成する為のレイアウトパターンを変更する
だけで、プリント基板にバンプを形成することが可能と
なる。その結果、バンプ形成のための特別の工程が不要
となり、バンプを有するプリント基板の生産性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント基板を示す図である。（Ａ）
は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【図２】１層目の配線層の形成工程を示す図である。

【図３】１層目の絶縁層、２層目の配線層、及び２層目
の絶縁層の形成工程を示す図である。

【図４】３層目の配線層と３層目の絶縁層との形成工程
を示す図である。

【図５】配線層のみでバンプを形成したプリント基板の
断面図である。

【符号の説明】

１ ベアチップ １００ プリント基板 １０１ 基板 １１０ 配線部 １１１，１１３ａ，１１３ｂ，１１５ 配線層 １１２，１１４，１１６ 絶縁層 １２０ バンプ １２１，１２３，１２５ 配線層 １２２，１２４ 絶縁層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面実装部品を搭載するためのプリント
   基板において、 配線層と絶縁層との積み重ねにより配線が形成された配
   線部と、 前記配線層と前記絶縁層とのいずれかに用いられている
   ものと同じ材質の層が周囲よりも多く積み重ねられた堆
   積部の上に、前記配線に接続された電極用配線層が設け
   られたバンプと、 を有することを特徴とするプリント基板。
2. 【請求項２】 前記堆積部は、前記配線層に用いられて
   いるものと同じ材質の層と、前記絶縁層に用いられてい
   るものと同じ材質の層とが積み重ねられていることを特
   徴とする請求項１記載のプリント基板。
3. 【請求項３】 前記堆積部は、ポリイミドの層を含むこ
   とを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
4. 【請求項４】 前記堆積部は、前記配線層に用いられて
   いるものと同じ材質の層のみが積み重ねられていること
   を特徴とする請求項１記載のプリント基板。
5. 【請求項５】 前記バンプは、前記堆積部と前記電極用
   配線層との中にアルミニウムの層を含むことを特徴とす
   る請求項１記載のプリント基板。
6. 【請求項６】 表面実装部品を搭載するためのプリント
   基板のバンプ形成方法において、 基板上に配線を形成するための配線層と絶縁層とを積み
   重ねると同時に、バンプ形成領域に対して、周囲よりも
   多くの層を積み重ね、前記バンプ形成領域の最上部に前
   記配線に接続された電極用配線層を重ねることによりバ
   ンプを形成する、 ことを特徴とするプリント基板のバンプ形成方法。