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技術 配線基板の製造方法

出願人 日本特殊陶業株式会社
発明者 福永一範溝口憲吉村光平園原揚介加藤充
出願日 2015年3月16日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2015-052467
公開日 2016年9月29日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2016-174042
状態 特許登録済
技術分野 プリント配線の製造(2)
主要キーワード 回転方向β 布バフ セラミックチップ 分研磨 研磨ロール 相対速 スポンジロール 厚みばらつき
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年9月29日)のものです。
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図面 (9)

課題

半導体素子水晶振動子等の電子部品との接合性を向上することができる配線基板の製造方法を提供すること。

解決手段

本発明に係る配線基板の製造方法は、絶縁層上にシード層となる第1の導体層を形成する工程と、第1の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する工程と、開口から露出した第1の導体層上に、電解めっきにより第2の導体層を形成する工程と、第2の導体層の表面を、番手が800〜1500番のセラミックバフにより研磨する工程とを有する。

概要

背景

半導体素子水晶振動子等の電子部品実装できる配線基板がある。このような配線基板は、その表面に電子部品を実装するための接続端子パッド)が形成されている。近年では、配線パターン微細化が進んでいることもあり、配線基板の接続端子を含む配線層は、通常、セミアディティブ法により形成される。

セミアディティブ法では、絶縁層上にシード層となる第1の導体層を形成した後、第1の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する。次いで、前記開口から露出した第1の導体層上に、電解めっきにより第2の導体層を形成した後、レジスト層を除去する。その後、レジスト層の除去により露出した第1の導体層を除去して接続端子を含む配線層を形成している。

しかしながら、上記セミアディティブ法で配線層を形成した場合、シード層となる第1の導体層上に第2の導体層を電解めっきにより析出させる際に、第2の導体層の表面が丸みを帯びた形状となったり、配線層のパターン密度の違いにより第2の導体層の厚みにばらつきが生じたりする。配線基板の給電部から第2の導体層へ接続される導線は、配線基板内部の導体パターンにより異なる為、各パターン毎に電気抵抗に差が生じる。その為、電気抵抗の差により第2の導体層の析出速度が異なり厚みばらつきが生じる。この結果、配線基板に実装される電子部品(例えば、半導体素子や水晶振動子)との接合性に問題が生じることがある。また、第2の導体層の表面が丸みを帯びた形状であると、第2の導体層の表面にコートする半田等の接合材料が流れてしまい、接続端子間ショートする虞がある。

なお、セミアディティブ法により配線導体を形成する場合、下地金属層(第1の導体層)の上に電解銅めっき層(第2の導体層)を析出させる際に、電解銅めっき層の表面に金属粉等の異物を核として銅めっきが異常成長したノジュールと呼ばれる微笑突起が形成されることがある。このノジュールが形成されると、隣接する配線導体同士の間隔が狭くなって配線導体に対する電気的絶縁信頼性が低下したり、該配線導体上に積層される絶縁層やソルダーレジスト層の厚みが局所的に薄くなる虞がある。そこで、従来の配線基板の製造方法では、このノジュールを除去するために、電解銅めっき層の表面を番手が2000〜6000番の研磨シートスポンジロール巻回し研磨ロールにより研磨することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

概要

半導体素子や水晶振動子等の電子部品との接合性を向上することができる配線基板の製造方法を提供すること。本発明に係る配線基板の製造方法は、絶縁層上にシード層となる第1の導体層を形成する工程と、第1の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する工程と、開口から露出した第1の導体層上に、電解めっきにより第2の導体層を形成する工程と、第2の導体層の表面を、番手が800〜1500番のセラミックバフにより研磨する工程とを有する。

目的

本発明は、上記の事情対処してなされたものであり、半導体素子や水晶振動子等の電子部品との接合性を向上することができる配線基板の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

絶縁層上にシード層となる第1の導体層を形成する工程と、前記第1の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する工程と、前記開口から露出した前記第1の導体層上に、電解めっきにより第2の導体層を形成する工程と、前記第2の導体層の表面を、番手が800〜1500番のセラミックバフにより研磨する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。

請求項2

前記第2の導体層を前記表面から10μm以上研磨することを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。

請求項3

前記研磨時における前記セラミックバフと配線基板との相対速度は、1m/分以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の配線基板の製造方法。

請求項4

前記レジスト層を除去した後に、前記第2の導体層の表面を研磨することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の配線基板の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、電子部品実装するための配線基板の製造方法に関する。

背景技術

0002

半導体素子水晶振動子等の電子部品を実装できる配線基板がある。このような配線基板は、その表面に電子部品を実装するための接続端子パッド)が形成されている。近年では、配線パターン微細化が進んでいることもあり、配線基板の接続端子を含む配線層は、通常、セミアディティブ法により形成される。

0003

セミアディティブ法では、絶縁層上にシード層となる第1の導体層を形成した後、第1の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する。次いで、前記開口から露出した第1の導体層上に、電解めっきにより第2の導体層を形成した後、レジスト層を除去する。その後、レジスト層の除去により露出した第1の導体層を除去して接続端子を含む配線層を形成している。

0004

しかしながら、上記セミアディティブ法で配線層を形成した場合、シード層となる第1の導体層上に第2の導体層を電解めっきにより析出させる際に、第2の導体層の表面が丸みを帯びた形状となったり、配線層のパターン密度の違いにより第2の導体層の厚みにばらつきが生じたりする。配線基板の給電部から第2の導体層へ接続される導線は、配線基板内部の導体パターンにより異なる為、各パターン毎に電気抵抗に差が生じる。その為、電気抵抗の差により第2の導体層の析出速度が異なり厚みばらつきが生じる。この結果、配線基板に実装される電子部品(例えば、半導体素子や水晶振動子)との接合性に問題が生じることがある。また、第2の導体層の表面が丸みを帯びた形状であると、第2の導体層の表面にコートする半田等の接合材料が流れてしまい、接続端子間ショートする虞がある。

0005

なお、セミアディティブ法により配線導体を形成する場合、下地金属層(第1の導体層)の上に電解銅めっき層(第2の導体層)を析出させる際に、電解銅めっき層の表面に金属粉等の異物を核として銅めっきが異常成長したノジュールと呼ばれる微笑突起が形成されることがある。このノジュールが形成されると、隣接する配線導体同士の間隔が狭くなって配線導体に対する電気的絶縁信頼性が低下したり、該配線導体上に積層される絶縁層やソルダーレジスト層の厚みが局所的に薄くなる虞がある。そこで、従来の配線基板の製造方法では、このノジュールを除去するために、電解銅めっき層の表面を番手が2000〜6000番の研磨シートスポンジロール巻回し研磨ロールにより研磨することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0006

特開2013−45910号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、特許文献1で提案される手法は、ノジュールを除去するために提案されたものであり研磨の条件が異なるため、第2の導体層の表面の丸みを除去したり、第2の導体層の厚みばらつきを効果的に低減することができない。また、第2の導体層表面に対する凹凸追従性の高い、例えば不織布バフのようなバフを使用した場合、配線層のパターンのエッジ部(角部)と平面部とで掛かる圧力が異なり、エッジ部の形状が崩れて配線層のパターン変形が発生する虞がある。

0008

本発明は、上記の事情対処してなされたものであり、半導体素子や水晶振動子等の電子部品との接合性を向上することができる配線基板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

0009

上記目的を達成すべく、本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層上にシード層となる第1の導体層を形成する工程と、第1の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する工程と、開口から露出した第1の導体層上に、電解めっきにより第2の導体層を形成する工程と、第2の導体層の表面を、番手が800〜1500番のセラミックバフにより研磨する工程とを有することを特徴とする。

0010

本発明の配線基板の製造方法によれば、電解めっきにより第2の導体層を形成した後、該第2の導体層の表面を、番手が800〜1500番のセラミックバフにより研磨している。このため、配線層となる第2の導体層の表面を均一に研磨することができ、第2の導体層の表面が丸みを帯びた形状ではなく、平らフラット)になる。また、第2の導体層の厚み(高さ)ばらつきを低減することができる。その結果、配線基板への電子部品の接合性が向上する。また、第2の導体層の表面にコートする半田等の接合材料が流れてしまい、接続端子間がショートする虞を低減することができる。

0011

本発明の配線基板の製造方法は、第2の導体層を表面から10μm以上研磨することを特徴とする。このため、より確実に第2の導体層の表面を平ら(フラット)とすることができる。また、表面第2の導体層の厚み(高さ)ばらつきをより確実に低減することができる。その結果、配線基板への電子部品の接合性がさらに向上する。

0012

本発明の配線基板の製造方法は、研磨時におけるセラミックバフと配線基板との相対速度は、1m/分以下であることを特徴とする。研磨時におけるセラミックバフと配線基板との相対速度を、1m/分以下とすることで、研磨時に配線層となる第2の導体層が絶縁層から剥離したり、第2の導体層の表面を十分研磨できない虞を低減することができる。

0013

本発明の配線基板の製造方法は、レジスト層を除去した後に、第2の導体層の表面を研磨することを特徴とする。レジスト層を除去した後に第2の導体層の表面を研磨することで、セラミックバフがレジスト層により目詰まりすることを防止できる。目詰まりが発生した場合は、これを除去するためにセラミックバフ表面を研磨する必要があり、バフ寿命の低減となる。このため、セラミックバフが長寿命化される。

発明の効果

0014

以上説明したように、本発明によれば、半導体素子や水晶振動子等の電子部品との接合性を向上することができる配線基板の製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0015

実施形態に係る配線基板の製造工程図。
実施形態に係る配線基板の製造工程図。
実施形態に係る配線基板の製造工程図。
実施形態に係る配線基板の製造工程図。
実施形態に係る配線基板の製造工程図。
実施形態に係る配線基板の製造工程図。
実施形態に係るセラミックバフの断面図。
実施形態に係るセラミックチップの側面図。

実施例

0016

(実施形態)
図1図6は、実施形態に係る配線基板の製造工程図である。以下、図1図6を参照して実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。なお、本発明は、配線層の厚みが30μm以上である配線基板の製造方法に適用することが好ましい。配線層の厚みを30μm以上とすると配線層の厚みばらつきが生じやすく、また、配線層を構成する配線及び接続端子の表面形状が丸みを帯びやすくなるためである。

0017

初めに、配線基板を構成する絶縁層110上にシード層となる第1の導体層210を形成する(図1参照)。なお、第1の導体層210は、従来公知の手法、例えば、無電解銅めっきスパッタPVD)や真空蒸着等により形成することができる。

0018

次に、第1の導体層210上に所定のパターンの開口311を有する感光性樹脂からなるレジスト層310を形成する(図2参照)。ここで、レジスト層310の厚みT1は、60μm以上とすることが好ましい。第2の導体層220を、厚みが40μm以上となるまで形成するためである。

0019

次に、レジスト層310の非形成部分に電解銅めっきを行い、第2の導体層220を形成する(図3参照)。なお、第2の導体層220の厚みT2は、後述の研磨により薄くなることを考慮して40μm以上とすることが好ましい。

0020

次に、レジスト層310をKOH等の剥離液を用いて剥離する(図4参照)。次いで、第2の導体層220の表面221を、番手が800〜1500番のセラミックバフ400により研磨する(図5参照)。

0021

番手が800番未満では、セラミックバフ400の目が粗すぎるため第2の導体層220が研磨により変形してしまう虞がある。また、番手が1500番を超えると第2の導体層220の研磨に時間がかかり過ぎる虞や、研磨後の第2の導体層220の表面粗さが十分でない虞がある。

0022

なお、上記研磨では、第2の導体層220を表面221から10μm以上研磨することが好ましい。第2の導体層220が厚いため、10μm未満の研磨では、第2の導体層220の表面221から丸みを帯びた領域を除去することが難しいためである。

0023

また、研磨時におけるセラミックバフ400と配線基板との相対速度は、1m/分以下であることが好ましい。セラミックバフ400と配線基板との相対速度が、1m/分を超えると、第2の導体層220が絶縁層110から剥離したり、第2の導体層220の表面221が十分に研磨されない虞があるためである。

0024

図5に示すように、本実施形態では、配線基板を搬送用ベルトVにより搬送している。つまり、本実施形態では、搬送用ベルトVの送り速度を1m/分以下とすることにより、研磨時におけるセラミックバフ400と配線基板との相対速度を1m/分以下としている。ここで、搬送用ベルトVによる配線基板の送り方向αとセラミックバフ400の回転方向βは、配線基板の送り方向αが紙面に向かって右向きの場合は、回転方向βを反時計周りとすることが好ましい。また、逆に、配線基板の送り方向αが紙面に向かって左向きの場合は、回転方向βを時計周りとすることが好ましい。セラミックバフ400の回転方向を上記と逆にすると、配線基板の第2の導体層220をスムーズに研磨することができないためである。

0025

なお、図5では、搬送用ベルトVにより配線基板側を搬送しているが、配線基板とセラミックバフ400との相対速度が1m/分以下となればよく、セラミックバフ400側を動かしてもよい。また、配線基板とセラミックバフ400の両方を動かすようにしてもよい。

0026

セラミックバフ400による研磨終了後、第1の導体層210のうち第2の導体層220から露出している部分を除去し、電子部品(例えば、半導体素子や水晶振動子)との接続端子を含む配線層を得る(図6参照)。

0027

図7は、セラミックバフ400の断面図である。図8は、セラミックチップ420の側面図である。図7に示すように、セラミックバフ400は、スポンジロールの本体部410と、本体部410の外周面400Fを覆うように配置された複数のセラミックチップ420とを備える。また、図8に示すように、各セラミックチップ420の表面420Fには、平均粒径が1〜14μm程度のグリーンシリコンカーバイトGC)の砥粒421が付着している。この実施形態では、硬度の高いグリーンシリコンカーバイト(GC)を研磨に用いることで、高い研磨レート加工性を実現している。

0028

以上のように、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、絶縁層110上にシード層となる第1の導体層210を形成する工程と、第1の導体層210上に所定のパターンの開口311を有するレジスト層310を形成する工程と、開口311から露出した第1の導体層210上に、電解めっきにより第2の導体層220を形成する工程と、第2の導体層220の表面221を、番手が800〜1500番のセラミックバフ400により研磨する工程とを有している。

0029

本実施形態に係る配線基板の製造方法によれば、電解めっきにより第2の導体層220を形成した後、該第2の導体層220の表面221を、番手が800〜1500番のセラミックバフ400により研磨している。このため、配線層となる第2の導体層220の表面221を均一に研磨することができ、第2の導体層220の表面が丸みを帯びた形状ではなく、平ら(フラット)になる。また、第2の導体層220の厚み(高さ)ばらつきを低減することができる。その結果、配線基板への電子部品(例えば、半導体素子や水晶振動子)の接合性が向上する。また、第2の導体層の表面にコートする半田等の接合材料が流れてしまい、接続端子間がショートする虞を低減することができる。

0030

また、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、第2の導体層220を表面から10μm以上研磨している。このため、第2の導体層220の表面221の丸みを帯びた領域を除去して、第2の導体層220の表面221をより確実に平ら(フラット)とすることができる。また、第2の導体層220の厚み(高さ)ばらつきをより確実に低減することができる。その結果、配線基板への電子部品の接合性がさらに向上する。

0031

また、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、研磨時におけるセラミックバフ400と配線基板との相対速度を1m/分以下としている。このため、研磨時に配線層となる第2の導体層220が絶縁層110から剥離したり、第2の導体層220の表面221を十分研磨できない虞を低減することができる。

0032

さらに、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、レジスト層310を除去した後に、第2の導体層220の表面221を研磨している。レジスト層310を除去した後に第2の導体層220の表面221を研磨することで、セラミックバフ400がレジスト層310により目詰まりすることを防止できる。目詰まりが発生した場合は、これを除去するためにセラミックバフの表面を研磨する必要があり、バフ寿命の低減となる。この結果、セラミックバフ400が長寿命化される。

0033

(その他の実施形態)
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、多数の配線基板を一枚の配線基板から分割して得る多数個取り配線基板にも適用できる。本発明は、前記各形態の構造、形状のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない限りにおいて適宜に設計変更して具体化できる。

0034

110絶縁層
210 第1の導体層(シード層)
220 第2の導体層(電解めっき層
310レジスト層
400セラミックバフ
410 本体部
420セラミックチップ
V 搬送用ベルト

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