JP2000315854A - プリント配線板とその製造方法 - Google Patents

プリント配線板とその製造方法

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JP2000315854A
JP2000315854A JP11123926A JP12392699A JP2000315854A JP 2000315854 A JP2000315854 A JP 2000315854A JP 11123926 A JP11123926 A JP 11123926A JP 12392699 A JP12392699 A JP 12392699A JP 2000315854 A JP2000315854 A JP 2000315854A
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solder
layer
conductor circuit
wiring board
printed wiring
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JP11123926A
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Honchin En
本鎮 袁
Teru Tsun
暉 鍾
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Priority to EP08075294A priority patent/EP1940209B1/en
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッド用導体回路とソルダーレジスト層と
の密着性を高め、はんだバンプ形成部においても、かか
る導体回路とソルダーレジスト層とが強固に密着して剥
離せず、はんだバンプ形成部に導通不良を引き起こさな
いプリント配線板を得る。 【解決手段】 はんだパッド用導体回路30,31とは
んだパッド用導体回路30,31上のソルダーレジスト
層38とを備えており、はんだ体42を設けるための開
口部がソルダーレジスト層38に形成されているプリン
ト配線板43を提供する。このプリント配線板43は、
はんだパッド用導体回路30,31が粗化面を有してお
り、はんだパッド用導体回路30,31上に防錆層10
8が設けられており、防錆層108上にソルダーレジス
ト層38が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板に
関し、特に、はんだパッド用導体回路とソルダーレジス
ト層及びはんだバンプとの密着性、強度を向上させたプ
リント配線板に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、多層配線板の高密度化という要請
から、いわゆるビルドアップ多層配線基板が注目されて
いる。このビルドアップ多層配線基板は、例えば、特公
平4−55555号公報明細書に開示されているような
方法により製造される。
【0003】感光性の無電解めっき用接着剤からなる絶
縁材をコア基板上に塗布し、これを乾燥させた後、露光
現像することにより、バイアホール用開口を有する層間
絶縁樹脂層を形成する。次に、この層間絶縁樹脂層の表
面を酸化剤等による処理にて粗化した後、その粗化面に
めっきレジストを設け、レジスト非形成部に無電解めっ
きを施し、バイアホールを含む2層の内層導体回路パタ
ーンを形成する。かかる工程を複数回繰り返すことで、
多層化したビルドアップ配線基板が得られる。
【0004】かかるプリント配線板は、その表層のはん
だパッド用導体回路にはんだバンプが設けられ、このは
んだバンプを介して、ICチップと接続される。この
際、かかるプリント配線板には、表層のはんだパッド用
導体回路を保護し、はんだバンプが互いに融着しないよ
うに、ソルダーレジスト樹脂からなるソルダーレジスト
層が設けられる。
【0005】また、かかるプリント配線板は、かかるは
んだパッド用導体回路とソルダーレジスト層との密着を
高めるため、はんだパッド用導体回路の表面が粗化処理
される。かかる導体回路の粗化処理には、黒化−還元処
理、硫酸−過酸化水素によるエッチング、銅−ニッケル
−リン針状合金めっき等が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、プリント配線板
の回路パターンとして、微細配線を用いる技術が注目さ
れている。かかる微細配線によって、導体回路を高密度
化できるからである。
【0007】しかしながら、本発明者は、微細化された
導体回路に施された粗化面は、酸化やチッ化等によって
変質が起きたりした場合、ソルダーレジスト層の密着性
が著しく低下することを解明した。特に、プリント配線
板の表層において、かかる導体回路が疎の状態で設けら
れる場合には、はんだパッド用導体回路とソルダーレジ
スト層との密着性がより一層低下する。
【0008】本発明は、微細化されたはんだパッド用導
体回路とソルダーレジスト層との密着性を高め、はんだ
バンプ形成部においても、かかる導体回路とソルダーレ
ジスト層とが強固に密着して剥離せず、はんだバンプ形
成部に導通不良を引き起こさないプリント配線板を得る
ことを目的とする。また、本発明は、はんだバンプの強
度を保持できて、かつはんだバンプの脱落を防止するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、はんだパッド
用導体回路と前記はんだパッド用導体回路上のソルダー
レジスト層とを備えており、はんだ体を設けるための開
口部が前記ソルダーレジスト層に形成されているプリン
ト配線板において、前記はんだパッド用導体回路が粗化
面を有しており、前記はんだパッド用導体回路上に防錆
層が設けられており、前記防錆層上に前記ソルダーレジ
スト層が設けられている、プリント配線板及びその製造
方法に係るものである。
【0010】また、本発明は、はんだパッド用導体回路
と前記はんだパッド用導体回路上のソルダーレジスト層
とを備えており、はんだ体を設けるための開口部が前記
ソルダーレジスト層に形成されているプリント配線板に
おいて、前記はんだパッド用導体回路が粗化面を有して
おり、前記粗化面上に、チタン、アルミニウム、亜鉛、
鉄、インジウム、タリウム、コバルト、ニッケル、ス
ズ、鉛、ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれる少
なくとも1種の金属からなる金属層が設けられており、
前記金属層上に防錆層が設けられており、前記防錆層上
に前記ソルダーレジスト層が設けられている、プリント
配線板及びその製造方法に係るものである。
【0011】本発明者は、プリント配線板の表層とソル
ダーレジスト層及び多層プリント配線板の表層とはんだ
パッドとの密着性及び強度を改善するために、はんだパ
ッド用導体回路表面の粗化方法を種々検討した。特に、
本発明者は、50μm以下の微細配線で形成された導体
回路とソルダーレジスト層との密着性及び強度、並びに
かかる導体回路とはんだバンプとの密着性及び強度を高
めたいという要望に対して、特に、信頼性試験後のはん
だパッド、はんだバンプの剥れ、脱落を防止するため
に、密着強度を向上させたいという要望に対して、黒化
−還元処理、硫酸−過酸化水素等によるエッチング処理
及び銅−ニッケル−リン針状合金めっき等の処理方法を
検討した。
【0012】その結果、意外にも、黒化−還元処理や硫
酸−過酸化水素のエッチング処理は、微細配線のはんだ
パッド用導体回路の粗化処理として不適切であることが
見出された。特に、ヒートサイクル条件下において、配
線密度が疎の部分で、ソルダーレジスト層が剥がれるの
である。また、黒化−還元処理等では、はんだパッド内
で貴金属層が剥離したり、クラックが起きたり、はんだ
バンプの脱落を誘発したりした。
【0013】また、銅−ニッケル−リン針状合金による
粗化層では、針状突起同士が密集しているため、突起と
突起の間が狭く、露光や現像を経てソルダーレジスト層
を除去し、はんだバンプ形成部を設ける場合、開口部で
現像液や樹脂残りを除去するアルカリ溶液が流れず、樹
脂が突起間に残存して、開口部底部にソルダーレジスト
樹脂の有機物残さを残すことが見出された。この有機残
さは、開口部のはんだパッド用導体回路とバンプ下金属
との間に、断線を引き起こすことがあった。かかる有機
物残さは、はんだパッド内の貴金属層を未形成にした
り、形成不具合を生じさせることによって、はんだパッ
ドとはんだパッド用導体回路との間の強度低下をもたら
した。
【0014】かかる知見の下、本発明者が鋭意研究した
結果、微細化されたはんだパッド用導体回路に施された
粗化面に、酸化やチッ化等によって変質が起き、これが
黒化−還元処理や硫酸−過酸化水素のエッチング処理等
で形成したはんだパッド用導体回路とソルダーレジスト
層との間の密着性を著しく低下させていることを解明し
た。ソルダーレジスト樹脂をはんだパッド用導体回路上
に塗布する際、変質した導体回路だと、ソルダーレジス
ト樹脂の濡れ性が異なるために、導体回路とソルダーレ
ジスト層との接触面におけるソルダーレジスト層の密着
性が低下するのである。また、はんだパッド用導体回路
の粗化面上に設けたソルダーレジスト層を開口する際に
も、導体回路が変質しているため、露出によって導体回
路が溶解してしまい、はんだパッド用導体回路とはんだ
パッドとの密着性が低下し、はんだバンプの強度が低下
する。
【0015】このような知見の下、本発明者は、はんだ
パッド用導体回路の変質を抑制するため、種々の手段を
検討した。その結果、はんだパッド用導体回路に粗化面
を形成した後、この導体回路上に防錆層を設け、その上
にソルダーレジスト層を形成させて、はんだパッド用開
口を形成した場合、はんだパッド用導体回路が変質する
のを防止することができ、ソルダーレジスト層との接触
面や開口面の導体回路の粗面の形状が保持され、そのた
めに、はんだパッド用導体回路とソルダーレジスト層と
の間及びはんだパッド用導体回路とはんだパッドとの間
の密着性が保持され、ソルダーレジスト層やはんだバン
プの強度が高められることを突き止め、本発明に到達し
た。
【0016】本発明によれば、粗化面上に防錆層を設け
ることにより、粗化面の表層及びはんだパッド用導体回
路全体の金属状態が、酸化やチッ化等によって変質する
のを防止することができ、ソルダーレジスト層形成の
際、はんだパッド用導体回路の濡れ性に違いがなくな
り、濡れ性の相違から起こるはんだパッド用導体回路と
ソルダーレジスト層との間の剥離がなくなる。
【0017】また、本発明によれば、はんだパッド用導
体回路上の防錆層が導体回路の変質を防ぐため、ソルダ
ーレジスト層にはんだパッド用開口を形成しても、導体
回路の溶出がなくなり、はんだパッドとの密着性が極め
てよい粗化面を保持することができる。
【0018】一方、本発明者は、さらにはんだパッドの
強度を向上させるため、種々の処理手段を検討した。
【0019】その結果、本発明者は、はんだパッド用導
体回路の粗化面上に、チタン、アルミニウム、亜鉛、
鉄、インジウム、タリウム、コバルト、ニッケル、ス
ズ、鉛、ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれる少
なくとも1種の金属からなる金属層を設け、かかる金属
層上に防錆層を設けて、防錆層上にソルダーレジスト層
を設け、はんだ体を設けるための開口部を形成したプリ
ント配線板が、ソルダーレジスト層及びはんだパッドと
の密着性に優れた粗化面の形状を保持することに加え、
開口部に露出した粗化面上で、はんだパッドの強度が向
上されることを突き止め、本発明を完成するに至った。
【0020】かかる金属層を被覆された粗化面は、酸
化、チッ化等による粗化面の劣化を防止したり、酸やア
ルカリ溶液の浸漬の際に凹凸面の溶解を防止できる。そ
れによって、形成された粗化面が、均一の形状で、強度
が保持されるために、ソルダーレジスト層の剥離やはん
だパッド内の金属層の未形成をなくし、はんだバンプの
脱落を防止することができる。
【0021】また、かかる粗面化は、ソルダーレジスト
層の開口部形成の際の樹脂残りによる導通不良も発生し
ないことが分かった。金属層を被覆させることにより変
質がなくなり、粗面上の濡れ性が均一になって、樹脂由
来の有機残さが残らないからである。
【0022】また、かかる粗化面は、ソルダーレジスト
層が除去されて、はんだバンプ形成用の開口部が設けら
れる際、粗化面上に樹脂残さがなく、バンプ下金属との
密着性に優れ、はんだバンプ形成部に導通不良を引き起
こさない。
【0023】さらに、かかる金属層を被覆した粗化面
は、金属層を被覆していない粗化層上にソルダーレジス
ト層及びはんだバンプを施したものより、粗化面の形状
が均一に保持され、ソルダーレジスト層及びはんだ体と
の密着性が保持されて、得られるはんだバンプの強度が
向上し、それにより、酸化や薬品による溶解を防止でき
るので、はんだバンプは、ボールシェアー強度でなくと
も10%向上される。また、信頼性試験を行っても、ソ
ルダーレジスト層の剥離や金属層の剥離、クラックがな
く、はんだバンプの脱落も発生しない。
【0024】本発明のプリント配線板では、防錆層によ
り、粗化面に残留した水分や余剰の薬品が追い出される
ために、信頼性試験後でもソルダーレジスト層のふくれ
やはがれが起らないために、接続信頼が向上する。特
に、エッチングで粗化面を形成したものの凹部には、残
留した水分が残り易く、熱処理でも追い出しにくいた
め、本発明にかかる防錆層は有効である。
【0025】本発明のプリント配線板は、はんだパッド
用導体回路の粗化面が、防錆層によって保護されてお
り、はんだパッド用導体回路の変質が防止され、ソルダ
ーレジスト層及びはんだパッドと密着性に優れた粗化面
形状が保持されているため、微細化され、配線状態が疎
に形成されるはんだパッド用導体回路とソルダーレジス
ト層との密着性を高められ、はんだバンプ形成部におい
ても、かかる導体回路とソルダーレジスト層とが強固に
密着して剥離せず、はんだパンプ形成部に導通不良を起
こさない。
【0026】また、本発明のプリント配線板は、はんだ
パッド用導体回路の粗化面が、所定の金属によって被覆
され防錆層によって保護されているため、ソルダーレジ
スト層の一部を開口してはんだパッドを施しても、はん
だパッド用導体回路の表面が、はんだパッドとの密着性
に優れた形状を保持しているとともに、ソルダーレジス
ト層由来の樹脂が残らないので、はんだパッド用導体回
路とソルダーレジスト層及びはんだパッド用導体回路と
はんだパッドの密着性や強度が向上されて、バンプ下金
属との密着性に優れたはんだバンプが形成される。
【0027】
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明を説明す
る。図1は、本発明にかかる一例のはんだパッド用導体
回路の縦断面図である。図2は、本発明にかかる他の例
のはんだパッド用導体回路の縦断面図である。
【0028】本発明にかかるはんだパッド用導体回路
は、プリント配線板の最外層に設けられ、はんだバンプ
を介してICチップ等に接続される。かかるはんだパッ
ド用導体回路は、外部の高熱や高圧を直接受けないよ
う、ソルダーレジスト層によって保護されており、かか
るソルダーレジスト層との間で高い密着性を得るため、
及びはんだパッドとの間の高い密着性を得るため、その
表面に粗化面が設けられる。
【0029】本発明にかかる粗化面には、図1に示すよ
うに、はんだパッド用導体回路101の本体102の表
面を黒化−還元処理、エッチング等によって粗化して形
成される粗化面103や、図2に示すように、はんだパ
ッド用導体回路104の本体105の表面に、無電解め
っき等からなる粗化層106を析出させることによって
形成される粗化面107が含まれる。
【0030】本発明のプリント配線板では、種々の工程
を経て、導体回路が施されたプリント配線板の表層にあ
るはんだパッド用導体回路に粗化面を施す。粗化面を形
成には、酸化−還元処理、無電解めっきあるいは、エッ
チング処理のいずれかの方法で行われる。特に、銅−ニ
ッケル−リンからなる合金層による粗化層形成、第二銅
錯体と有機酸からなるエッチング液によって形成される
粗化面が、ソルダーレジストとの密着性、粗化面の均一
性という点において優れている。
【0031】粗化面を酸化−還元処理で形成する場合、
導体回路を有するプリント配線板をアルカリ等の洗浄、
酸処理を経て、酸化浴(黒化浴)として、NaOH、N
aClO、NaPO等からなる液に浸漬させた
後、還元浴として、NaOH、NaBHからなる液に
浸漬させることにより、粗化面を形成させた。粗化面の
最大高さは0.01〜2μmの範囲で形成される。
【0032】酸化浴(黒化浴)は、NaOHは1〜30
g/L、NaClOは5〜60g/L、NaPO
は0.1〜20g/Lの液濃度の範囲で使用するのが望
ましく、その他に窒素系、尿素系等の界面活性剤等を添
加させためっき液を温度30〜70℃、1〜15分間で
浸漬させるのがよい。その後に、還元浴は、NaOHは
1〜30g/L、NaBHは0.5〜20g/Lの液
濃度の範囲で使用するのが望ましく、その他に種々の添
加剤を配合しためっき液にめっき液を温度30〜70
℃、1〜15分間で浸漬させるのがよい。それにより、
導体回路の表層に粗化面を形成させることができる。
【0033】粗化面を無電解めっきで形成する場合は、
導体回路を有するプリント配線板をアルカリ等の洗浄、
エッチング、酸処理を経て、触媒を付与して、活性化し
た後、無電解めっき液中に浸漬させることにより、粗化
面を形成させた。粗化面の最大高さは0.1〜10μm
の範囲で形成される。
【0034】粗化面を無電解めっきで形成する方法の一
例として、銅−ニッケル−リンからなる合金粗化層を形
成させるものである。めっき液としては、銅濃度(硫酸
銅、塩化銅等の金属塩)1〜40g/l、ニッケル濃度
(硫酸ニッケル等の金属塩)0.1〜6g/l、クエン
酸10〜20g/l、次亜リン酸塩10〜100g/
l、ほう酸10〜40g/l、界面活性剤0.01〜1
0g/lの液濃度の範囲で使用するのが望ましく、その
他に種々の添加剤、安定剤等を配合しためっき液濃度を
温度50〜80℃、5〜20分間浸漬させるのがよい。
それにより、導体回路の表層に被覆層と粗化層による粗
化面を形成させることができる。
【0035】粗化面の形状としては、針状合金、ポーラ
ス状、あるいは、それらの複合体であるものがある。形
成しやすさと密着性という点で、針状合金がよい。粗化
面の最大高さは0.5〜10μmの範囲内で形成される
のがよく、特に1〜5μmの範囲で形成されるのが望ま
しい。0.5μm未満では、ソルダーレジスト層との密
着性が低下してしまい、10μmを越えると、酸化―還
元処理、無電解めっきでは、粗化面の均一性が保たれな
いために、ソルダーレジスト層の剥がれ、クラックを引
き起こしたりする。
【0036】また、粗化面をエッチングで形成する方法
の一例としては、はんだパッドとなる導体回路を、第二
銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液で処理するこ
とによって、形成することができる。かかるエッチング
液は、スプレイやバブリング等の酸素共存条件下で、銅
導体回路を溶解させることができる。反応は、次のよう
に進行すると推定される。
【0037】
【化1】 Cu+Cu(II)A→ 2Cu(I)An/2 ↓ エアレーション 2Cu(I)An/2 +n/4O+nAH → 2Cu(II)A+n/2H O 〔式中、Aは錯化剤(キレート剤として作用)、nは配
位数を示す。〕
【0038】〔化1〕に示すように、発生した第一銅錯
体は、酸の作用で溶解し、酸素と結合して第二銅錯体と
なって、再び銅の酸化に寄与する。
【0039】本発明で用いる第二銅錯体は、アゾール類
の第二銅錯体がよい。この種の第二銅錯体は、金属銅等
を酸化する酸化剤として作用する。アゾール類として
は、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾールがよい。
中でも、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−
エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾ
ール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミ
ダゾール等がよい。アゾール類の第二銅錯体の添加量
は、1〜15重量%がよい。溶解性及び安定性に優れるか
らである。
【0040】有機酸は、酸化銅を溶解させるために、第
二銅錯体と配合する。アゾール類の第二銅錯体を用いる
場合には、有機酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、吉草酸、カプロン酸、アクリル酸、クロトン酸、シ
ュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン
酸、安息香酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、スルフ
ァミン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種がよ
い。有機酸の含有量は、0.1〜30重量%がよい。酸化さ
れた銅の溶解性を維持し、かつ溶解安定性を確保するた
めである。
【0041】本発明にかかるエッチング液には、銅の溶
解やアゾール類の酸化作用を補助するために、フッ素イ
オン、塩素イオン、臭素イオン等のハロゲンイオンを加
えてもよい。かかるハロゲンイオンは、塩酸、塩化ナト
リウム等として供給することができる。ハロゲンイオン
の添加量は、0.01〜20重量%がよい。形成された粗化面
とソルダーレジスト層との密着性に優れるからである。
【0042】本発明にかかるエッチング液は、アゾール
類の第二銅錯体と有機酸(必要に応じてハロゲンイオ
ン)とを、水に溶解して調製することができる。また、
市販のエッチング液、例えば、メック社製、商品名「メ
ック エッチボンド」を用いることができる。
【0043】第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチン
グ液によって、導体回路表面の金属結晶粒子を脱落させ
ることで形成することができる。かかる粗化面では、金
属結晶粒子が大きく脱落した部分で、窪み部(凹部)が
形成される。かかる窪み部は、金属結晶粒子に由来する
略多面体形の物質が抉り取られたような形状で形成する
ことができる。本発明では、略多面体形とは、三面体、
四面体、五面体、六面体等の多面体やこれらの多面体を
二種以上組み合わせた多面体の形状をいう。かかる窪み
部は、現像処理後の樹脂残りを防止することができる。
【0044】また、かかる粗化面の錨状部は、この錨状
部の周囲の金属結晶粒子を脱落させることで形成するこ
とができる。このようにして形成した錨状部は、角張っ
た凸部から構成され、窪み部に囲まれており、互いに重
なり合うことがない。かかる複雑な凹凸形状を有する粗
化面は、ソルダーレジスト樹脂やバンプ下金属との密着
性を維持しつつ、現像処理後の樹脂残りを防止すること
ができる。
【0045】更に、かかる粗化面には、隣り合う金属結
晶粒子の脱落によって稜線を形成することができる。こ
の稜線は、錨状部とその隣りの錨状部とを、錨状部の高
さよりも低い位置で連結する。この稜線は、3つ以上の
隣り合う金属結晶粒子を脱落させることで、枝分かれし
た状態で形成される。また、この稜線は、隣り合う金属
結晶粒子が略多面体形状となって脱落することで、尖っ
た状態で形成することができる。かかる稜線は、錨状部
を各々分散させ、錨状部が窪み部と稜線とによって囲ま
れるようにして形成することができる。かかる粗化面
は、より一層複雑な凹凸形状を有し、樹脂やバンプ下金
属との接触面を拡げ、より密着性を向上させることがで
きると同時に、樹脂残りを防止することができる。
【0046】かかる粗化面は、0.5〜10μmの最大
粗度(Rmax)を有するのが好ましい。0.5μm未
満では、ソルダーレジスト層との密着性やバンプ下金属
との密着性が著しく低下し、10μmを超えると、現像
処理後に樹脂残りが発生し、断線等の問題が発生し易く
なる。
【0047】本発明では、かかるはんだパッド用導体回
路に、防錆層を形成する。本発明にかかる防錆層は、
1,2,3−ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール
及びこれらの誘導体からからなる群より選ばれる少なく
とも1種の防錆剤を主成分として含有するものが望まし
い。
【0048】1,2,3−ベンゾトリアゾール及びトリ
ルトリアゾールの誘導体とは、次の)〔化2〕及び〔化
3〕に示すベンゼン環にメチル基やメチル基等のアルキ
ル基、あるいはカルボキシル基やアミノ基、ヒドロキシ
ル基等を結合させた化合物をいう。
【0049】
【化2】
【化3】
【0050】これらの化合物は、銅の酸化反応を抑制す
るが故に、銅の防錆効果に優れ、ソルダーレジスト層の
露光、現像処理における溶剤に容易に溶けるため、はん
だパッド用の開口部に露出した導体回路のパッド上に残
留しない。その結果、はんだパッド形成用導体回路のパ
ッド上にそのまま開口部を形成しても、導体回路とハン
ダバンプ間は絶縁されずに導通が確保されるから最適で
ある。
【0051】一方、はんだパッド形成用導体回路とソル
ダーレジスト層の界面には防錆層が残留する。その結
果、残留した防錆剤の被膜が、高温、高圧、高湿条件下
において、ソルダーレジスト層やはんだパッド部から浸
透してくる水分や空気等から、酸化、チッ化等の変形、
変質を防止することができる。
【0052】防錆層を施す方法としては、塗布、スプレ
ーや浸漬させることにより行われる。特に、粗化面の損
傷がなく、導体回路に万遍なく施すことができる浸漬に
よる方法がよい。浸漬する方法の一例としては、プリン
ト配線板の導体回路が全部浸せる程度の深さの槽に、温
度20〜60℃で、浸漬時間10〜600秒の間で浸漬
させて、プリント配線板の導体回路の粗化面に防錆層を
施すことができる。
【0053】本発明では、かかる防錆層は、ソルダーレ
ジスト層を形成し、その開口部を露光、現像を経て形成
させた後、開口部に残った防錆剤を気体プラズマによっ
て除去することができる。
【0054】その処理方法としては、露光、現像で半田
バンプ用の開口部を形成したプリント配線基板を真空状
態にした装置内に入れ、酸素、あるいは窒素、炭酸ガ
ス、四フッ化炭素のプラズマを放出させて、開口部の防
錆剤の残留分、ソルダーレジスト層の残さ及びソルダー
レジスト層表面の酸化膜層を除去させる方法を挙げるこ
とできる。
【0055】プラズマ処理による、はんだバンプの汚染
を除去し、実装不良を低減させる最適条件は、プラズマ
放出量が500〜1000W、気体供給量が100〜5
00sec./M、処理時間が1〜15分で行うことで
ある。
【0056】プラズマ処理により、開口部内にある防錆
剤及びソルダーレジスト層の残さ分が確実に除去され
て、はんだバンプとの導通不良がなくなる。また、同時
にソルダーレジスト層表面の酸化膜層を除去することに
より、ソルダーレジスト層の濡れ性が低下しないで、そ
の後のめっき工程や実装工程における不具合も防止でき
る。
【0057】また、本発明では、導体回路に粗化面を施
した後、防錆剤を塗布する前に、この粗化面に、チタ
ン、アルミニウム、亜鉛、鉄、インジウム、タリウム、
コバルト、ニッケル、スズ、鉛、ビスマス及び貴金属か
らなる群より選ばれる少なくとも1種の金属からなる金
属層を被覆して、その金属層上に防錆層を設けて、ソル
ダーレジスト層を施してもよい。
【0058】かかる金属層の被覆方法は、めっき(電解
めっき、無電解めっき、置換めっきのいずれかの中から
選ばれる方法)、蒸着、電着、スパッタで行うことがで
きる。置換めっきによって金属層を形成した場合、かか
る金属層は、はんだパッド用導体回路の粗化面の表層部
分に形成される。
【0059】本発明にかかる金属層の厚みは、0.01
〜1μmの範囲で形成されるのがよい。特に望ましい範
囲は0.03〜0.5μmの厚みである。0.01μm
未満の厚みでは、かかる粗化面を完全に被覆することが
できないし、1μmを超えると、粗化面間に被覆する金
属が入り込み、粗化面を相殺することがあり、密着性を
低下させることがある。
【0060】かかる金属層を被覆した粗化面には、前述
の防錆層が施される。かかる金属層は、金属被膜と防錆
層の相乗効果により、粗面の酸化等による変形、変質が
なくなるので、ソルダーレジスト層との密着性、強度が
均一になり、はんだバンプのピール強度が向上する。そ
れにより、信頼性試験の高温、高圧、高湿の条件下でも
粗化面の形状が劣化し難くなり、ソルダーレジスト層及
びはんだバンプの強度が向上する。
【0061】本発明では、粗化面において、防錆剤の浸
透性を良くするため、あるいは、粗化面に被覆される金
属層の膜厚や組成を均一にするために、粗化面を形成し
た後に、はんだパッド用導体回路を、50〜250℃の
範囲内で熱処理し、その後、防錆層又は金属被覆層を形
成してもよい。
【0062】熱処理条件は、形成されている粗化面の形
状、厚みや材質、粗化面を被覆する金属層の成分、厚み
等により、適切な範囲に設定することができる。
【0063】かかる加熱処理により、粗化面を形成する
のに用いられた薬剤の余剰成分及びその残留成分を蒸発
させたり、粗化面の表層及び導体回路全体の金属状態が
均一になるために、防錆層や被覆層が形成し易くなる。
【0064】熱処理が50℃未満の場合は、熱処理の効
果が見られないし、250℃を超えると、その後に形成
されるソルダーレジスト層及びはんだバンプの溶解が起
こり易くなることがある。
【0065】本発明では、かかる粗化面上に防錆層を設
け、その上に、ソルダーレジスト層を形成する。かかる
ソルダーレジスト層の厚さは、2〜40μmがよい。薄
過ぎると、ソルダーレジスト層がソルダーダムとして機
能せず、また、厚過ぎると、はんだバンプ用の開口部を
形成し難くなる上、はんだ体と接触して、はんだ体にク
ラックが生じる原因となるからである。
【0066】ソルダーレジスト層は、種々の樹脂から形
成することができる。例えば、ビスフェノールA型エポ
キシ樹脂やそのアクリレートか、ノボラック型エポキシ
樹脂やそのアクリレートを、アミン系硬化剤やイミダゾ
ール硬化剤等で硬化させて形成することができる。
【0067】特に、ソルダーレジスト層に開口を設け
て、はんだバンプを形成する場合、ノボラック型エポキ
シ樹脂かそのアクリレートを、イミダゾール硬化剤で硬
化させるのが好ましい。かかる樹脂からなるソルダーレ
ジスト層は、鉛のマイグレーション(鉛イオンがソルダ
ーレジスト層内を拡散する現象)が少ないという利点を
持つ。
【0068】また、ノボラック型エポキシ樹脂のアクリ
レートをイミダゾール硬化剤で硬化させた樹脂の場合、
耐熱性、耐アルカリ性に優れ、はんだが溶融する温度
(200℃前後)でも劣化せず、ニッケルめっきや金めっ
きのような強塩基性のめっき液で分解しない。ノボラッ
ク型エポキシ樹脂のアクリレートとしては、フェノール
ノボラックやクレゾールノボラックのグリシジルエーテ
ルを、アクリル酸やメタクリル酸等と反応させたエポキ
シ樹脂等を挙げることができる。
【0069】しかし、ノボラック型エポキシ樹脂のアク
リレートから形成されるソルダーレジスト層は、剛直骨
格を持つ樹脂で構成されるので、導体回路との間で剥離
が生じ易い。本発明にかかる粗化面は、かかる剥離を防
止でき、有利である。
【0070】イミダゾール硬化剤は、25℃で液状である
のが望ましい。液状であれば、均一混合し易いからであ
る。かかる硬化剤としては、1-ベンジル−2-メチルイミ
ダゾール(品名:1B2MZ )、1-シアノエチル−2-エチル
−4-メチルイミダゾール(品名:2E4MZ-CN)、4-メチル
−2-エチルイミダゾール(品名:2E4MZ )を挙げること
ができる。
【0071】かかる樹脂及び硬化剤は、グリコールエー
テル系の溶剤に溶解し、ソルダーレジスト用組成物とす
るのが望ましい。かかる組成物からソルダーレジスト層
を形成すると、遊離酸素が発生せず、銅パッド表面を酸
化させない。また、人体に対する有害性も少ない。
【0072】グリコールエーテル系の溶剤としては、次
の一般式:
【化4】CHO−(CHCHO) −C
(n=1〜5) で表される溶媒を用いることができる。
【0073】特に望ましくは、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル(DMDG)及びトリエチレングリコー
ルジメチルエーテル(DMTG)からなる群より選ばれ
る少なくとも1種を用いる。これらの溶剤は、30〜50℃
程度の加温により、ベンゾフェノンやミヒラーケトン等
の反応開始剤を完全に溶解させることができる。かかる
溶剤の量は、ソルダーレジスト用組成物の10〜40重量%
がよい。
【0074】イミダゾール硬化剤の添加量は、ソルダー
レジスト用組成物の総固形分に対して、1〜10重量%と
することが望ましい。添加量がこの範囲内にあれば、均
一混合し易いからである。
【0075】上述したようなソルダーレジスト用組成物
には、この他に、各種消泡剤やレベリング剤、耐熱性や
耐塩基性の改善と可撓性付与のための熱硬化性樹脂、解
像度改善のための感光性モノマー等を添加することがで
きる。
【0076】レベリング剤としては、アクリル酸エステ
ルの重合体からなるものがよい。また、開始剤として
は、チバガイギー製のイルガキュアI907、光増感剤
としては日本化薬製のDETX−Sがよい。
【0077】熱硬化性樹脂には、ビスフェノール型エポ
キシ樹脂を用いることができる。このビスフェノール型
エポキシ樹脂には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と
ビスフェノールF型エポキシ樹脂があり、耐塩基性を重
視する場合には前者が、低粘度化が要求される場合(塗
布性を重視する場合)には後者がよい。
【0078】感光性モノマーには、多価アクリル系モノ
マーを用いることができる。多価アクリル系モノマー
は、解像度を向上させることができるからである。例え
ば、日本化薬製のDPE−6Aや共栄社化学製のR−6
04等の多価アクリル系モノマーを用いることができ
る。
【0079】かかるソルダーレジスト用組成物には、色
素や顔料等を添加してもよい。配線パターンを隠蔽でき
るからである。かかる色素としては、フタロシアニング
リーンを用いることが望ましい。
【0080】また、かかるソルダーレジスト用組成物
は、25℃で0.5〜10Pa・s、より望ましくは、
1〜10Pa・sの粘度を有するのがよい。ロールコー
タで塗布し易いからである。かかる組成物は、ソルダ−
レジスト層を形成した後、開口部を、露光、現像処理に
より形成することができる。
【0081】次に、本発明のプリント配線板を製造する
方法について説明する。以下の方法は、主として、セミ
アディティブ法によるものであるが、フルアディティブ
法を採用してもよい。
【0082】本発明では、はんだパッドとなる導体回路
を基板の表面に形成した配線基板を作製する。基板とし
ては、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板、ビスマレ
イミドートリアジン樹脂基板等の樹脂絶縁基板、セラミ
ック基板、金属基板等を用いることができる。
【0083】かかる配線基板は、内部に複数層の導体回
路が形成された多層プリント配線板であってもよい。か
かる複数層の導体回路を形成するには、基板上に設けら
れた下層導体回路上に、層間絶縁樹脂層として、無電解
めっき用接着剤からなる接着剤層を形成し、この接着剤
層表面を粗化して粗化面とし、この粗化面全体に薄付け
の無電解めっきを施し、めっきレジストを形成し、めっ
きレジスト非形成部分に厚付けの電解めっきを施した
後、めっきレジストを除去し、エッチング処理して、電
解めっき膜と無電解めっき膜とからなる2層の導体回路
を形成することができる。導体回路は、いずれも銅パタ
ーンがよい。
【0084】無電解めっき用接着剤は、酸や酸化剤に可
溶性の硬化処理された耐熱性樹脂粒子が、酸や酸化剤に
難溶性の未硬化の耐熱性樹脂中に分散されてなるものが
最適である。かかる耐熱性樹脂粒子は、酸や酸化剤で処
理することによって溶解除去され、表面に蛸つぼ状のア
ンカーからなる粗化面を形成するからである。なお、か
かる無電解めっき用接着剤は、組成の異なる2層により
構成してもよい。
【0085】酸や酸化剤に可溶性の硬化処理された耐熱
性樹脂粒子としては、(1) 平均粒径が10μm以下の耐熱
性樹脂粉末、(2) 平均粒径が2μm以下の耐熱性樹脂粉
末を凝集させた凝集粒子、(3) 平均粒径が2〜10μmの
耐熱性樹脂粉末と平均粒径が2μm未満の耐熱性樹脂粉
末との混合物、(4) 平均粒径が2〜10μmの耐熱性樹脂
粉末の表面に、平均粒径が2μm以下の耐熱性樹脂粉末
及び無機粉末の少なくとも1種を付着させた疑似粒子、
(5) 平均粒径が0.1〜0.8μmの耐熱性樹脂粉末と
平均粒径が0.8μmを超え2μm未満の耐熱性樹脂粉
末との混合物、(6) 平均粒径が0.1〜1.0μmの耐
熱性樹脂粉末からなる群より選ばれる少なくとも1種の
粒子を用いることが望ましい。これらは、より複雑なア
ンカーを形成するからである。これらの粒子により得ら
れる粗化面は、0.5〜20μmの最大粗度(Rma
x)を有することができる。
【0086】かかる耐熱性樹脂粒子の混合比は、耐熱性
樹脂からなるマトリックスの固形分の5〜50重量%、
望ましくは10〜40重量%がよい。また、かかる耐熱
性樹脂粒子は、アミノ樹脂(メラミン樹脂、尿素樹脂、
グアナミン樹脂等)、エポキシ樹脂等からなるのがよ
い。
【0087】酸や酸化剤に難溶性の未硬化の耐熱性樹脂
としては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合
体、又は感光性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体から
なるのが望ましい。前者については耐熱性が高く、後者
についてはバイアホール用の開口をフォトリソグラフィ
ーにより形成できるからである。
【0088】かかる熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等を用いることが
できる。また、感光化する場合は、熱硬化基をメタクリ
ル酸やアクリル酸等とアクリル化反応させる。特に、エ
ポキシ樹脂のアクリレートが最適である。エポキシ樹脂
としては、フェノールノボラック型、クレゾールノボラ
ック型等のノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性させた脂環式エポキシ樹脂等を用いることが
できる。
【0089】熱可塑性樹脂としては、ポリエ−テルスル
フォン(PES)、ポリスルフォン(PSF)、ポリフ
ェニレンスルフォン(PPS)、ポリフェニレンサルフ
ァイド(PPES)、ポリフェニルエーテル(PP
E)、ポリエーテルイミド(PI)等を用いることがで
きる。
【0090】熱硬化性樹脂(感光性樹脂)と熱可塑性樹
脂の混合割合は、熱硬化性樹脂(感光性樹脂)/熱可塑
性樹脂=95/5〜50/50がよい。耐熱性を損なう
ことなく、高い物性値が得られるからである。
【0091】次に、かかる無電解めっき用接着剤を硬化
させて、層間絶縁樹脂層を形成する一方、この層間樹脂
樹脂層には、バイアホール形成用の開口を設けることが
できる。
【0092】バイアホール形成用の開口は、無電解めっ
き用接着剤の樹脂マトリックスが熱硬化樹脂である場合
は、レーザー光や酸素プラズマ等を用いて穿孔し、感光
性樹脂である場合は、露光現像処理にて穿孔する。な
お、露光現像処理は、バイアホール形成用に円パターン
が描画されたフォトマスク(ガラス基板がよい)を、円
パターン側が感光性の層間樹脂絶縁層の上に密着するよ
うに載置した後、露光、現像処理する。
【0093】次に、バイアホール形成用開口を設けた層
間樹脂絶縁層(無電解めっき用接着剤層)の表面を粗化
する。特に、無電解めっき用接着剤層の表面に存在する
耐熱性樹脂粒子を、酸や酸化剤で溶解除去することによ
り、接着剤層表面を粗化処理する。このとき、層間樹脂
絶縁層に粗化面が形成される。この時、粗化面に形成さ
れる窪みの深さは1〜5μm 程度が好ましい。
【0094】酸による処理としては、リン酸、塩酸、硫
酸等の無機酸、又は蟻酸や酢酸等の有機酸を用いること
ができる。特に、有機酸を用いるのが望ましい。粗化処
理した場合に、バイアホールから露出する金属導体層を
腐食させ難いからである。酸化剤による処理は、クロム
酸、クロム硫酸、過マンガン酸塩(過マンガン酸カリウ
ム等)を用いるのが望ましい。
【0095】かかる粗化面は、0.5〜20μmの最大
粗度(Rmax)を有するのが好ましい。厚過ぎると層
自体が損傷、剥離し易く、薄過ぎると密着性が低下する
からである。特に、セミアディティブ法では、1〜5μ
mがよい。密着性が確保されつつ、無電解めっき膜が除
去されるからである。
【0096】次に、粗化した層間樹脂絶縁層上に触媒核
を付与し、全面に薄付けの無電解めっき膜を形成する。
この無電解めっき膜は、無電解銅めっきがよく、厚み
は、1〜5μm、より望ましくは、0.5〜1μmとす
る。なお、無電解銅めっき液としては、常法で採用され
る液組成のものを使用することができる。例えば、硫酸
銅:10g/L、EDTA:50g/L、水酸化ナトリ
ウム:10g/L、37%ホルムアルデヒド:8mL、
(PH=11.5)からなる液組成のものがよい。
【0097】次に、このように形成した無電解めっき膜
上に、感光性樹脂フィルム(ドライフィルム)をラミネ
ートし、この感光性樹脂フィルム上に、めっきレジスト
パターンが描画されたフォトマスク(ガラス基板がよ
い)を密着させて載置し、露光し、現像処理することに
より、めっきレジストパターンを配設した非導体部分を
形成する。
【0098】次に、無電解銅めっき膜上の非導体部分以
外に電解めっき膜を形成し、導体回路とバイアホールと
なる導体部を設ける。電解めっきとしては、電解銅めっ
きを用いることが望ましく、その厚みは、5〜20μm
がよい。
【0099】次に、非導体回路部分のめっきレジストを
除去した後、更に、硫酸と過酸化水素の混合液や過硫酸
ナトリウム、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄、塩化第
二銅等のエッチング液にて無電解めっき膜を除去し、無
電解めっき膜と電解めっき膜の2層からなる独立した導
体回路とバイアホールを得る。なお、非導体部分に露出
した粗化面上のパラジウム触媒核は、クロム酸、硫酸と
過酸化水素との混合液等により溶解除去する。
【0100】次いで、表層のはんだパッドとなる導体回
路に、本発明にかかる粗化面を形成する。かかる粗化面
は、酸化−還元処理、無電解めっき、あるいはエッチン
グ処理を経て、最大高さが0.5〜10μmの範囲で形
成するのがよく、特に、2〜5μmの範囲で形成する方
がよい。
【0101】無電解めっき液による粗化面形成の一例と
しては、銅−ニッケル−リンからなるめっき液中に浸漬
して形成することができる。また、エッチングによる粗
化面形成の一例としてアゾール類の第二銅錯体と有機酸
の水溶液からなるエッチング液を導体回路表面にスプレ
イするか、かかるエッチング液に導体回路を浸漬し、バ
ブリングする方法により形成することができる。
【0102】このようにして形成された粗化面には、チ
タン、アルミニウム、亜鉛、鉄、インジウム、タリウ
ム、コバルト、ニッケル、スズ、鉛、ビスマス及び貴金
属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属からな
る金属層を施すことができる。処理方法は、めっき(電
解めっき、無電解めっき、置換めっきのいずれかの中か
ら選ばれる方法)、蒸着、電着、スパッタで行われる。
【0103】本発明では、かかる粗化面又は金属層上に
防錆層を施す。防錆層を施す方法としては、防錆剤を塗
布したり、スプレーで散布したり、はんだパッド用導体
回路を浸漬させることにより行われる。特に、粗化面の
損傷がなく、導体回路に万遍なく防錆層を施すことがで
きる浸漬による方法がよい。
【0104】浸漬する方法の一例としては、プリント配
線板の導体回路が全部浸漬する程度の深さの槽に、温度
20〜60℃で、浸漬時間10〜600秒の間で、粗化
面又は金属層を浸漬させて、はんだパッド用導体回路の
粗化面、又はかかる粗化面上の金属層に防錆層を施すこ
とができる。
【0105】
【実施例】図面を参照して、本発明を実施例及び比較例
に基づいて説明する。図3〜7は、本発明の一例のプリ
ント配線板の製造工程を示す縦断面図である。図8は、
本発明の他の例のプリント配線板の縦断面図である。
【0106】実施例1 無電解めっき用接着剤調製用の原料組成物(上層用接着
剤) 〔樹脂組成物A〕クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を80wt
%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35重量部、感
光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315 )3.15
重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5重量
部、NMP3.6重量部を攪拌混合して得た。
【0107】〔樹脂組成物B〕ポリエーテルスルフォン
(PES)12重量部、エポキシ樹脂粒子(三洋化成
製、ポリマーポール)の平均粒径 1.0μmのものの7.
2重量部と、平均粒径0.5μmのものの3.09重量部と
を混合した後、更にNMP30重量部を添加し、ビーズミ
ルで攪拌混合して得た。
【0108】〔硬化剤組成物C〕イミダゾール硬化剤
(四国化成製、2E4MZ-CN)2重量部、光開始剤(チバガ
イギー製、イルガキュア I−907 )2重量部、光増感
剤(日本化薬製、DETX-S)0.2 重量部、NMP 1.5重量
部を攪拌混合して得た。
【0109】層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成物(下層
用接着剤) 〔樹脂組成物D〕クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物
を80wt%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35
重量部、感光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM
315)4重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)
0.5重量部、NMP3.6重量部を攪拌混合して得
た。
【0110】〔樹脂組成物E〕ポリエーテルスルフォン
(PES)12重量部とエポキシ樹脂粒子(三洋化成
製、ポリマーポール)の平均粒径 0.5μmのものの1
4.49重量部とを混合した後、更にNMP30重量部を
添加し、ビーズミルで攪拌混合して得た。
【0111】〔硬化剤組成物F〕イミダゾール硬化剤
(四国化成製、2E4MZ-CN)2重量部、光開始剤(チバガ
イギー製、イルガキュア I−907 )2重量部、光増感
剤(日本化薬製、DETX-S)0.2 重量部、NMP1.5 重量
部を攪拌混合して得た。
【0112】樹脂充填剤調製用の原料組成物 〔樹脂組成物G〕ビスフェノールF型エポキシモノマー
(油化シェル製、分子量310、YL983U)100重量部、
表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均
粒径1.6μmのSiO球状粒子(アドマテック製、
CRS 1101−CE、ここで、最大粒子の大きさは後述する内
層銅パターンの厚み(15μm)以下とする) 170重量
部、レベリング剤(サンノプコ製、ペレノールS4)1.
5 重量部を攪拌混合することにより、その混合物の粘度
を23±1℃で45,000〜49,000cps に調整して得た。
【0113】〔硬化剤組成物H〕イミダゾール硬化剤
(四国化成製、2E4MZ-CN)6.5 重量部。
【0114】プリント配線板の製造 (1) 図3に示すような、厚さ1mmのガラスエポキシ樹脂
又はBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなる基
板4の両面に18μmの銅箔がラミネートされている銅張
積層板を出発材料とした。
【0115】まず、この銅張積層板には、ドリル孔を削
孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチン
グすることにより、基板4の両面に内層銅パターン(下
層導体回路)8とスルーホール9を形成した。
【0116】(2) 内層銅パターン8とスルーホール9を
形成した基板を水洗いし、乾燥した後、酸化浴(黒化
浴)として、NaOH(10g/L)、NaClO(40g/
L)、Na PO(6g/L)、還元浴として、NaOH(10
g/L)、NaBH(6g/L)を用いた酸化−還元処
理により、内層銅パターン8とスルーホール9の表面に
粗化面10,11を設け、配線基板を製造した。
【0117】(3) 樹脂充填剤調製用の原料組成物を混合
混練して樹脂充填剤を得、この樹脂充填剤を、調製後24
時間以内に、基板の両面にロールコータを用いて塗布す
ることにより、導体回路8間あるいはスルーホール9内
に充填し、70℃、20分間で乾燥させ、他方の面について
も同様にして樹脂充填剤を導体回路8間あるいはスルー
ホール9内に充填し、70℃、20分間で加熱乾燥させ、樹
脂層13,14を形成した。
【0118】(4) 前記(3) の処理を終えた基板の片面
を、#600 のベルト研磨紙(三共理化学製)を用いたベ
ルトサンダー研磨により、内層銅パターン8の表面やス
ルーホール9のランドの表面に樹脂充填剤が残らないよ
うに研磨し、次いで、前記ベルトサンダー研磨による傷
を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の
研磨を基板の他方の面についても同様に行った。
【0119】(5) 次いで、100 ℃で1時間、120 ℃で3
時間、 150℃で1時間、 180℃で7時間の加熱処理を行
って樹脂充填剤を硬化し、配線基板を作製した。この配
線基板では、スルーホール9等に充填された樹脂充填剤
の表層部及び内層導体回路8の上面の粗化面が除去され
ており、基板の両面が平滑化され、樹脂層13と内層導
体回路8の側面とスルーホール9のランド表面とが粗化
面10,11を介して強固に密着し、また、スルーホー
ル9の内壁面と樹脂層14とが粗化面11を介して強固
に密着している。即ち、この工程により、樹脂層13,
14の表面と内層銅パターン8の表面が同一平面とな
る。
【0120】(6) 導体回路を形成したプリント配線板
に、アルカリ脱脂してソフトエッチングして、次いで、
塩化パラジウウムと有機酸からなる触媒溶液で処理し
て、Pd触媒を付与し、この触媒を活性化した後、硫酸
銅3.2×10−2モル/L、硫酸ニッケル3.9×1
−3モル/L、クエン酸ナトリウム5.4×10−2
モル/L、次亜りん酸ナトリウム3.3×10−1モル
/L、界面活性剤(日信化学工業製、サーフィール46
5)1.1×10−4モル/L、PH=9からなる無電
解めっき液に浸漬し、浸漬1分後に、4秒当たり1回に
割合で振動、揺動させて、銅導体回路8とスルーホール
9のランドの表面にCu−Ni−Pからなる針状合金の
粗化層16,17を設けた。
【0121】更に、ホウフッ化スズ0.1モル/L、チ
オ尿素1.0モル/L、温度35℃、PH=1.2の条
件でCu−Sn置換反応させ、粗化層16,17の表面
に厚さ0.3μmSn層を設けた。Sn層は特に図示し
ていない。
【0122】(7) 層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成物を
攪拌混合し、粘度1.5 Pa・sに調整して層間樹脂絶縁剤
(下層用)を得た。次いで、Aの無電解めっき用接着剤
調製用の原料組成物を攪拌混合し、粘度7Pa・sに調整
して無電解めっき用接着剤溶液(上層用)を得た。
【0123】(8) 前記(6) の基板の両面に、前記(7) で
得られた粘度 1.5Pa・sの層間樹脂絶縁剤(下層用)
を、調製後24時間以内にロールコータで塗布し、水平状
態で20分間放置してから、60℃で30分の乾燥(プリ
ベーク)を行い、次に、前記(7) で得られた粘度7Pa・
sの感光性の接着剤溶液(上層用)を、調製後24時間以
内に塗布し、水平状態で20分間放置してから、60℃
で30分の乾燥(プリベーク)を行い、厚さ35μmの
接着剤層19を形成した。
【0124】(9) 前記(8) で接着剤層19を形成した基
板の両面に、85μmφの黒円が印刷されたフォトマスク
フィルムを密着させ、超高圧水銀灯により 500mJ/cm
で露光した。この基板をDMTG溶液でスプレー現
像し、更に、超高圧水銀灯により3000mJ/cmで露光
し、100 ℃で1時間、120 ℃で1時間、その後15
0℃で3時間の加熱処理(ポストベーク)することによ
り、フォトマスクフィルムに相当する寸法精度に優れた
85μmφの開口(バイアホール形成用開口)を有する
厚さ35μmの層間樹脂絶縁層(2層構造)19とし
た。なお、バイアホールとなる開口には、スズめっき層
を部分的に露出させた。
【0125】(10)開口が形成された基板を、クロム酸に
19分間浸漬し、層間樹脂絶縁層19の表面に存在するエ
ポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、この層間樹
脂絶縁層19の表面を粗化し、粗化面を形成し、その
後、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いし
た。
【0126】更に、粗面化処理(粗化深さ6μm)した
基板の表面に、パラジウム触媒(アトテック製)を付与
することにより、層間樹脂絶縁層19の表面とバイアホ
ール用開口の内壁面とに触媒核を付けた。
【0127】(11)このようにして形成した配線基板を、
以下に示す組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬
して、粗面全体に厚さ0.6 μmの無電解銅めっき膜25
を形成した。 〔無電解めっき水溶液〕 EDTA 50 g/L 硫酸銅 10 g/L HCHO 8 mL/L NaOH 10 g/L α、α’−ビピリジル 80 mg/L PEG 0.1 g/L 〔無電解めっき条件〕70℃の液温度で30分
【0128】(12)前記(11)で形成した無電解銅めっき膜
25上に、市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マ
スクを載置して、100 mJ/cmで露光、0.8 %炭酸ナ
トリウムで現像処理し、厚さ15μmのめっきレジストを
設けた。
【0129】(13)次いで、レジスト非形成部分に以下の
条件で電解銅めっきを施し、厚さ15μmの電解銅めっき
膜29を形成した。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸 180 g/L 硫酸銅 80 g/L 添加剤(アトテックジャパン製、カパラシドGL) 1 mL/L 〔電解めっき条件〕 電流密度 1A/dm 時間 30分 温度 室温
【0130】(14)めっきレジストを5%NaOHで剥離
除去した後、そのめっきレジストの下の無電解めっき膜
25を、硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理し
て溶解除去し、無電解銅めっき膜25と電解銅めっき膜
29とからなる厚さ18μmの導体回路30(バイアホー
ル31を含む)を形成した。
【0131】(15)前記 (6)〜(14)の工程を繰り返すこと
により、更に上層の導体回路を形成し、多層配線基板を
得た。これらの工程を得て形成された内層導体回路は、
図では示していない。なお、図3〜8では、プリント配
線板の最外層のはんだパッド用導体回路は、(14)で形成
された導体回路(はんだパッド用導体回路)30,31
で示した。
【0132】(16)このようにして、表層の導体回路3
0,31を形成したプリント配線板に、アルカリ脱脂し
てソフトエッチングして、次いで、塩化パラジウウムと
有機酸からなる触媒溶液で処理して、Pd触媒を付与
し、この触媒を活性化した後、硫酸銅3.2×10−2
モル/L、硫酸ニッケル3.9×10−3モル/L、ク
エン酸ナトリウム5.4×10−2モル/L、次亜りん
酸ナトリウム3.3×10 −1モル/L、界面活性剤
(日信化学工業製、サーフィール465)1.1×10
−4モル/L、PH=9からなる無電解めっき液に浸漬
し、浸漬1分後に、4秒当たり1回に割合で振動、揺動
させて、導体回路30,31の表面にCu−Ni−Pか
らなる針状合金の粗化層32を設けた。
【0133】(17)次いで、粗化層32上に防錆層108
を施した。防錆剤としては、1,2,3−ベンゾトリア
ゾールを用い、この防錆剤を15重量%(/Lを削除し
ました)で配合した液に、温度45℃、1分間で、粗化
層32を浸漬して、その後水洗し、粗化層32上に防錆
層108を設けた。
【0134】(18)一方、DMDGに溶解させた60重量%
のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製)
のエポキシ基50%をアクリル化した感光性付与のオリゴ
マー(分子量4000)を 46.67g、メチルエチルケトンに
溶解させた80重量%のビスフェノールA型エポキシ樹脂
(油化シェル製、エピコート1001)15.0g、イミダゾー
ル硬化剤(四国化成製、2E4MZ-CN)1.6 g、感光性モノ
マーである多価アクリルモノマー(日本化薬製、R604
)3g、同じく多価アクリルモノマー(共栄社化学
製、DPE6A ) 1.5g、分散系消泡剤(サンノプコ社製、
S−65)0.71gを混合し、更に、この混合物に対して光
開始剤としてのベンゾフェノン(関東化学製)を2g、
光増感剤としてのミヒラーケトン(関東化学製)を 0.2
g加えて、粘度を25℃で 2.0Pa・sに調整したソルダー
レジスト用組成物を得た。なお、粘度測定は、B型粘度
計(東京計器、 DVL-B型)で 60rpmの場合はローターN
o.4、6rpm の場合はローターNo.3によった。
【0135】(19)前記(16)で得られた多層配線基板の両
面に、図4に示すようにして、このソルダーレジスト用
組成物33を20μmの厚さで塗布した。次いで、70℃で
20分間、70℃で30分間の乾燥処理を行った後、図5に示
すように、円パターン(マスクパターン)34が描画さ
れた厚さ5mmのフォトマスクフィルム35を密着させて
載置し、1000mJ/cmの紫外線で露光し、DMTG現像処
理した。そして、更に、80℃で1時間、 100℃で1時
間、 120℃で1時間、 150℃で3時間の条件で加熱処理
し、図6に示すように、はんだパッド部分36(バイア
ホールとそのランド部分37を含む)を開口した(開口
径 200μm)ソルダーレジスト層(厚み20μm)38を
形成し、プリント配線板39を製造した。
【0136】なお、開口部では、酸素プラズマ(九州松
下(株)製 プラズマクリーニング装置 型番PC12
F−G)によって、開口部内の防錆剤、ソルダーレジス
ト層の残さ成分を除去して、ソルダーレジスト層表面の
酸化膜層を除去させた。プラズマ処理では、真空状態に
した中に、プリント配線板を置き、プラズマ放射量10
00W、酸素供給圧0.4MPa、供給量500se
c./M、処理時間2分を用いた。
【0137】(20)次に、プラズマ処理した基板39を、
塩化ニッケル30g/L、次亜リン酸ナトリウム10g/
L、クエン酸ナトリウム10g/LからなるpH=5の無
電解ニッケルめっき液に20分間浸漬して、図7に示すよ
うに、開口部36,37に厚さ5μmのニッケルめっき
層40を形成した。更に、その基板を、シアン化金カリ
ウム2g/L、塩化アンモニウム75g/L、クエン酸ナ
トリウム50g/L、次亜リン酸ナトリウム10g/Lから
なる無電解金めっき液に93℃の条件で23秒間浸漬して、
ニッケルめっき層40上に厚さ0.03μmの金めっき層4
1を形成した。
【0138】(21)そして、ソルダーレジスト層38の開
口部に、はんだペーストを印刷して200℃でリフローす
ることによりはんだバンプ(はんだ体)42を形成し、
はんだバンプ42を有するプリント配線板43を製造し
た。
【0139】(22)ルーターを持つ装置で、基板を適当な
大きさに分割切断した後、プリント配線板の短絡、断線
を検査するチェッカー工程を経て、所望の該当するプリ
ント配線板を得た。なお、製品認識文字等を形成するた
めの文字印刷工程やソルダーレジスト層上の改質のため
に、酸素や四塩化炭素等のプラズマ処理を適時入れても
よい。
【0140】(23)その後、適当な取り付け装置により、
この多層プリント配線板のターゲットマークを用いて、
倒すプリント配線板側のはんだバンプと対応する品種の
ICチップのバンプとを位置合わせして、リフローする
ことにより該はんだバンプとバンプとを接合させる。し
かる後、該ICチップと多層プリント配線板との間にア
ンダーフィルを充填した。それによってICチップが接
続したプリント配線板を得た。
【0141】実施例2 基本的に実施例1と同様であるが、実施例2では、粗化
面の形成をイミダゾ−ル銅(II)錯体10重量部、グリ
コ−ル酸7重量部、塩化カリウム5重量部からなるエッ
チング液、メック社商品名「メックエッチボンド」に
て、スプレイを施して、搬送ロ−ルにて送ることでエッ
チング処理して、厚さ3μmの粗化面を形成した。
【0142】その後、実施例1と同様の防錆剤を、常温
でスプレーによって吹き掛けて、粗化面上に防錆層を設
けた。
【0143】実施例3 基本的に実施例1と同様であるが、実施例3では、酸化
浴(黒化浴)として、NaOH(10g/L)、NaClO
(40g/L)、NaPO(6g/L)を用い、還元
浴として、NaOH(10g/L)、NaBH(6g/L)を
用いた黒化−還元処理にて最大高さ3μmの粗化面を形
成させた。
【0144】その後、防錆剤として、トリルトリアゾー
ルの10重量%配合液をロールコーターで両面一度に塗
布して、粗化面上に防錆層を施した。
【0145】実施例4 図8は、かかる例のプリント配線板の縦断面図である。
基本的に実施例1と同様であるが、実施例4では、粗化
面32の形成後に、スズ層109を置換めっきによっ
て、厚さ0.03μmで形成させ、その後、防錆剤とし
て、トリルトリアゾールを10重量部配合した液に、は
んだパッド用導体回路のスズ層109を、温度50℃、
浸漬時間1分で、浸漬して、スズ層109上に防錆層1
10を設けた。
【0146】実施例5 基本的に実施例1と同様であるが、実施例5では、イミ
ダゾ−ル銅(II)錯体10重量部、グリコ−ル酸7重量
部、塩化カリウム5重量部からなるエッチング液、メッ
ク社商品名「メックエッチボンド」にて、スプレイを施
して、搬送ロ−ルにて送ることでエッチング処理して、
最大高さが3μmの粗化面を形成した。形成した粗化面
上に、ニッケル層を無電解めっきにより、厚み0.04
μmを形成した。
【0147】その後、防錆剤として、1,2,3−ベン
ゾトリアゾール5重量部と、トリルトリアゾールを5重
量%で配合した液に、ニッケル層を温度55℃、浸漬時
間45秒間で浸漬させて、粗化面上に防錆層を施した。
【0148】実施例6 基本的に実施例1と同様であるが、実施例6では、酸化
浴(黒化浴)として、NaOH(10g/L)、NaClO
(40g/L)、NaPO(6g/L)を用い、還元
浴として、NaOH(10g/L)、NaBH(6g/L)を
用いた黒化−還元処理にて最大高さ3μmの粗化面を形
成させた。
【0149】形成した粗化面上に、亜鉛層をスパッタで
厚さ0.05μmで施し、その後、防錆剤として、1,
2,3−ベンゾトリアゾールを5重量部用い、トリルト
リアゾールを5重量%で配合した液を、常温でスプレー
によって、亜鉛層に吹き掛けて、粗化面上に防錆層を施
した。
【0150】比較例1 基本的に実施例1と同様であるが、比較例1では、粗化
面に防錆剤を施さなかった。
【0151】比較例2 基本的に実施例2と同様であるが、比較例2では、粗化
面の形成をイミダゾール銅(II)錯体10重量部、グリ
コール酸7重量部、塩化カリウム5重量部からなるエッ
チング液、メック社商品名「メックエッチボンド」に
て、スプレイを施して、搬送ロールにて送ることでエッ
チング処理して、厚さ3μmの粗化面を形成した。粗化
面に防錆剤を施さなかった。
【0152】実施例1〜6、比較例1及び2で製造した
プリント基板について、はんだバンプ形成後と信頼性試
験(ヒートサイクル条件:120℃、−20℃の繰り返
しを100時間)後に、ソルダーレジスト層及びはんだ
バンプの剥れ、クラックを検査し、はんだバンプのピー
ル強度を測定し、また、チェッカーにて導通試験を行
い、断線、短絡の有無を判定した。結果を表1及び2に
示す。
【0153】
【表1】
【0154】
【表2】
【0155】ソルダーレジスト層の開口後、顕微鏡(×
50)で観察したところ、比較例のプリント配線板で
は、開口部に樹脂残りが見られたが、実施例のプリント
配線板では、いずれも、樹脂残りは見られなかった。ま
た、表1及び2に示すように、実施例1〜6のプリント
配線板は、比較例1及び2と比べ、いずれも、ソルダー
レジスト層及びはんだバンプの剥れ、クラックがなく、
導通試験及びはんだバンプのピール強度に優れていた。
また、信頼性試験後も、ソルダーレジスト層及びはんだ
バンプの強度が十分に保て、断線、短絡等が無かった。
【0156】
【発明の効果】本発明のプリント配線板によれば、はん
だパッド用導体回路の粗化面が、防錆層によって保護さ
れており、はんだパッド用導体回路の変質が防止され、
ソルダーレジスト層及びはんだパッドと密着性に優れた
粗化面形状が保持されているため、微細化され、配線状
態が疎に形成されるはんだパッド用導体回路とソルダー
レジスト層との密着性を高められ、高温や高圧に曝され
るはんだバンプ形成部においても、かかる導体回路とソ
ルダーレジスト層とが強固に密着して剥離せず、はんだ
バンプ形成部に導通不良を引き起こさない。
【0157】また、本発明のプリント配線板によれば、
はんだパッド用導体回路の粗化面が、所定の金属によっ
て被覆され防錆層によって保護されているため、ソルダ
ーレジスト層の一部を開口してはんだパッドを施して
も、はんだパッド用導体回路の表面が、はんだパッドと
の密着性に優れた形状を保持しているとともに、ソルダ
ーレジスト層由来の樹脂が残らないので、はんだパッド
用導体回路とソルダーレジスト層及びはんだパッド用導
体回路とはんだパッドの密着性や強度が向上されて、バ
ンプ下金属との密着性に優れたはんだバンプが形成され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる一例のはんだパッド用導体回路
の縦断面図である。
【図2】本発明にかかる他の例のはんだパッド用導体回
路の縦断面図である。
【図3】本発明の一例のプリント配線板の製造工程を示
す縦断面図である。
【図4】本発明の一例のプリント配線板の製造工程を示
す縦断面図である。
【図5】本発明の一例のプリント配線板の製造工程を示
す縦断面図である。
【図6】本発明の一例のプリント配線板の製造工程を示
す縦断面図である。
【図7】本発明の一例のプリント配線板の縦断面図であ
る。
【図8】本発明の他の例のプリント配線板の縦断面図で
ある。
【符号の説明】
4 基板 8 内層銅パターン(下層導体回路) 9 スルーホール 10,11,103,107 粗化面 13,14 樹脂層 16,17,32,106 粗化層 19 接着剤層 25 無電解銅めっき膜 29 電解銅めっき膜 30 導体回路(はんだパッド用導体回路) 31 バイアホール(はんだパッド用導体回路) 33 ソルダーレジスト用組成物 34 円パターン(マスクパターン) 35 フォトマスクフィルム 36 はんだパッド部分 37 バイアホールとそのランド部分 38 ソルダーレジスト層 39,43 プリント配線板 40 ニッケルめっき層 41 金めっき層 42 はんだバンプ(はんだ体) 101,104 はんだパッド用導体回路 102,105 はんだパッド用導体回路の本体

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 はんだパッド用導体回路と前記はんだパ
    ッド用導体回路上のソルダーレジスト層とを備えてお
    り、はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジ
    スト層に形成されているプリント配線板において、 前記はんだパッド用導体回路が粗化面を有しており、前
    記はんだパッド用導体回路上に防錆層が設けられてお
    り、前記防錆層上に前記ソルダーレジスト層が設けられ
    ていることを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】 はんだパッド用導体回路と前記はんだパ
    ッド用導体回路上のソルダーレジスト層とを備えてお
    り、はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジ
    スト層に形成されているプリント配線板において、 前記はんだパッド用導体回路が粗化面を有しており、前
    記粗化面上に、チタン、アルミニウム、亜鉛、鉄、イン
    ジウム、タリウム、コバルト、ニッケル、スズ、鉛、ビ
    スマス及び貴金属からなる群より選ばれる少なくとも1
    種の金属からなる金属層が設けられており、前記金属層
    上に防錆層が設けられており、前記防錆層上に前記ソル
    ダーレジスト層が設けられていることを特徴とするプリ
    ント配線板。
  3. 【請求項3】 前記粗化面が、酸化−還元処理、無電解
    めっき処理又はエッチング処理で形成されていることを
    特徴とする、請求項1又は2記載のプリント配線板。
  4. 【請求項4】 前記粗化面が、銅−ニッケル−リンから
    なる合金粗化層で形成されていることを特徴とする、請
    求項1又は2記載のプリント配線板。
  5. 【請求項5】 前記粗化面が、第二銅錯体と有機酸とを
    含有するエッチング液で形成されていることを特徴とす
    る、請求項1又は2記載のプリント配線板。
  6. 【請求項6】 前記防錆層が、1,2,3−ベンゾトリ
    アゾール、トリルトリアゾール及びこれらの誘導体から
    なる群より選ばれる少なくとも1種の防錆剤を含有して
    いることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項記
    載のプリント配線板。
  7. 【請求項7】 はんだパッド用導体回路と前記はんだパ
    ッド用導体回路上のソルダーレジスト層とを備えてお
    り、はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジ
    スト層に形成されているプリント配線板を得るにあた
    り、少なくとも、(a)前記はんだパッド用導体回路に
    粗化面を形成する工程、(b)前記はんだパッド用導体
    回路上に、防錆層を設ける工程、(c)前記防錆層上に
    前記ソルダーレジスト層を設ける工程、(d)前記ソル
    ダーレジスト層及び前記防錆層に前記開口部を開口する
    工程、及び(e)前記開口部にはんだバンプを形成する
    工程を経ることを特徴とするプリント配線板の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 前記(a)工程後、前記粗化面に、チタ
    ン、アルミニウム、亜鉛、鉄、インジウム、タリウム、
    コバルト、ニッケル、スズ、鉛、ビスマス及び貴金属か
    らなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を被覆する
    工程を経ることを特徴とする、請求項7記載のプリント
    配線板の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記(a)工程の後、前記はんだパッド
    用導体回路を、50〜250℃の間で熱処理することを
    特徴とする、請求項7又は8記載のプリント配線板の製
    造方法。
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