JP2000332395A

JP2000332395A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2000332395A
Application number: JP11135278A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Okuda; 泰啓奥田
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-05-17
Also published as: JP4869461B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半田パッドの開口径に関係なく、半田パッド
への半田ペーストの充填を確実にし、半田バンプの形
状、機能を保持でき強度、耐食性、密着性の高い半田パ
ッド構造にすることによって密着性、接続性、信頼性に
優れるプリント配線板を提案する。【解決手段】半田パッド７７が、導体回路１５８に順
次形成されたニッケル層７２−パラジウム層７３−金め
っき層７４の３層から成る。そしてその上に半田バンプ
７６が形成されている。３層で形成された半田パッド
は、強度、密着性、耐食性が向上される。その半田パッ
ド上に半田ペーストによって半田バンプを形成しても、
接続性、信頼性に問題を起こさない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機樹脂絶縁層
（ソルダーレジスト層）の開口径の大きさに関係なく半
田バンプを形成できるプリント配線板に関し、特に半田
パッドおよび半田バンプの耐食性、強度、密着性を向上
させた半田パッド構造を用いることによって密着性、接
続性、信頼性に優れたプリント配線板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビルドアップ多層プリント配線板
は、例えば、特開平９−１３００５０号に開示される方
法にて製造されている。プリント配線板の導体回路の表
面に無電解めっきやエッチングにより、粗化層を形成さ
せる。その後、ロールーコーターや印刷により層間絶縁
樹脂を塗布、露光、現像して、層間導通のためのバイア
ホール開口部を形成させて、ＵＶ硬化、本硬化を経て層
間樹脂絶縁層を形成する。さらに、その層間絶縁層に酸
や酸化剤などにより粗化処理を施した粗化面にパラジウ
ムなどの触媒を付ける。そして、薄い無電解めっき膜を
形成し、そのめっき膜上にドライフィルムにてパターン
を形成し、電解めっきで厚付けしたのち、アルカリでド
ライフィルムを剥離除去し、エッチングして導体回路を
作り出させる。これを繰り返すことにより、ビルドアッ
プ多層プリント配線板が得られる。

【０００３】また、プリント配線板の最外層は、導体回
路を保護するために、ソルダーレジスト層を施す。半田
バンプを形成する際には、導体回路との接続のためにソ
ルダーレジスト層の一部を開口し露出させた半田パッド
形成する。半田パッドとなる部分にニッケル、金層を施
した上に半田ペーストを印刷して、リフローを行うとで
半田バンプを形成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】半田パッドの開口径が
１５０μｍ以下になると、半田ペーストの充填不足、未
充填により半田バンプの形状が保持できなくなることが
ある。また、半田ペースト内に気泡が形成され、半田バ
ンプとしての機能が低下したりした。半田バンプの不具
合の発生は、ランダムであるが、特に、バイアホール上
に形成される半田バンプは、フラット（バイアホールで
ない）部分に形成される半田バンプと比較すると不具合
の発生する比率が高い。その不具合は、ＩＣチップなど
の電子部品側のバンプとの未接続を誘発したり、半田パ
ッド内での剥がれ、クラックなどによる接続不良を起こ
し、プリント配線板の接続性、信頼性を著しく低下させ
ている。

【０００５】また、半田パッドの開口径が小さくなるに
つれて、半田パッドと半田バンプとの接続面積を小さく
なるために密着性も低下してしまう。そのために半田パ
ッド内の金属間、半田バンプと半田バンプ間での強度、
密着性、耐食性を改善する必要がある。

【０００６】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは半田パッ
ドの開口径に関係なく、半田パッド内への半田ペースト
の充填を確実にし、半田バンプの形状、機能を保持でき
強度、耐食性、密着性に優れる半田パッド構造にするこ
とによって密着性、接続性、信頼性に優れるプリント配
線板を提案することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者が鋭意研究した結
果、ニッケル−金で形成する半田パッドでは、めっき状
態により表面の濡れ性が異なるため、半田ペーストを弾
いたりするために未充填や充填不足を起こしたり、半田
バンプ内の気泡を形成したりすることが分かった。つま
り、形成された金属層である金めっき膜が酸化された
り、反応停止になったりしたりして不均一であるため
に、濡れ性が異なることも分かった。そのために、半田
バンプの不具合がランダムに発生するのである。

【０００８】よって、半田バンプを起因とする種々の不
具合は、半田パッドを形成する金属層の状態を改善すれ
ばなくなるのではないかと発明者は考え、さらに研究し
た結果、次のことが分かった。ニッケル−金層で形成す
る半田パッドの代わりに、少なくとも金属層−中間層−
貴金属層の３層で形成するのがよい。３層で形成するこ
とで、各金属層の表面状態が均一になりやすく、濡れ性
の低下が起らなくなり、半田ペーストを充填してなる半
田パッドに不具合が起らないことが分かった。それによ
り、バイアホールなど形状に起伏がある上にでも半田パ
ッドの形成が適切に行えるのである。

【０００９】半田パッドに形成される各金属層は以下の
ものがよい。金属層は、主としてＮｉ含有した金属であ
る方がよい。その他にＣｕ、Ｐｄ、Ｐなどを含有した金
属合金であってもよい。その中で、Ｃｕ、Ｐが含有した
Ｎｉ金属層を無電解めっきによって形成するのがよい。
それにより、半田パッドを形成する導体回路に凹凸が施
されたものであっても、その凹凸部分を完全に被覆し、
金属層の表面状態を均一にでき、次の中間層の形成に適
しているからである。特に、金属層中のＣｕ含有率が５
ｗｔ％以下で、Ｐ含有率が０．１〜１５ｗｔ％である金
属層である方がよい。特に、Ｐ含有率が７〜１２ｗｔ％
の範囲である方がよい。Ｃｕ含有率が５ｗｔ％を越える
と中間層が拡散されてしまい、積層できなかったり、導
体回路に凹凸が有るものを完全に被覆できなかったりす
るからである。また、Ｐ含有率が０．１ｗｔ％未満の場
合は、金属層の耐食性が低下してしまい、信頼性の低下
を招くし、金属皮膜表面でのニッケル酸化物やリン化合
物などの不動態が形成され易くなり中間層の形成に影響
を与えてしまう。１５ｗｔ％を越えると、めっき膜の析
出速度不安定になり、めっき厚みが半田パッド間で異な
るために電気の伝達速度に影響与えたり、皮膜の強度が
弱くなりクラックや剥がれを起こしたりし、中間層の形
成の際にニッケル層が溶出して半田パッドとしての機能
低下を招くことがある。

【００１０】この金属層の厚みは０．０１〜１０μｍで
あればよい。特に望ましい厚みは２〜７μｍである。そ
の理由としては、粗化層の凹凸を相殺できるし、上層の
中間層を形成する際に反応停止や未反応が起きにくいか
らである。

【００１１】次に、中間層はＴｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｃｏの
中から選ばれる１種類以上で形成されるのがよい。これ
らの金属が中間層として望ましいのは、Ｎｉ含有した金
属層上に形成されるのに適して、形成した皮膜の表面が
酸化や変質されにくく、接合強度も他の金属より優れて
いて、耐食性もよいからである。特に、Ｃｕ含有率５ｗ
ｔ％以下であり、Ｐ含有率０．１〜１５ｗｔ％したＮｉ
含有金属層においては、前述の金属の中間層を形成させ
ると、種々の信頼性試験を経ても金属層−中間層との界
面の剥がれ、遊離がなく、中間層の金属の変色や変質が
見当たらない。また、バイアホールなどの起伏のある形
状においても、他の平坦な部分と変わらないように中間
層を形成できる。特に、Ｐｄ、Ｃｏで形成するのがよ
い。

【００１２】また、中間層中のＰの含有を５ｗｔ％以下
にする方がよい。特に望ましいのは３ｗｔ％以下にする
方がよい。Ｐ含有量が少ない方が前述のＮｉ金属層上に
形成される中間層の表面状態が酸化せず、その他の化合
物に形成されないので、表面の濡れ性低下ということが
なく、上層に形成される貴金属層表面状態、膜状態に不
具合が起きない。また、貴金属層への中間層の位相によ
る中間層の露出による濡れ性の低下も起きにくく、半田
バンプの充填による不具合も生じず、半田パッド内の導
通の不良も起きない。

【００１３】中間層の厚みとしては、０．０１〜２μｍ
の間で形成されるのがよい。望ましいのは０．２〜１μ
ｍで形成されるのがよい。０．０１μｍ未満では金属層
を完全に被覆できないことがあり、２μｍを越えると半
田パッド内に収まりきらないことがあったり、貴金属層
への膜状態に悪影響を与えてしまうことがある。

【００１４】前述の各金属の定量は、エネルギー分散法
（ＥＤＳ）にて行った。その方法では、ＳＥＭ（走査電
子顕微鏡）、また、ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）の励起源
である電子線を資料の表面に照射することで、種々の信
号を発生させる。その中で、主に特性Ｘ線をＳｉ（Ｌ
ｉ）半導体検出器で検出し、そのエネルギーに比例した
数の電子・正孔対を半導体中に作り、電気信号を発生さ
せ、増幅、アナログ、デジタル変換後、マルチチャンネ
ルアナライザを用いて識別することにより、Ｘ線スペク
トルを得て、そのピークエネルギーから元素の同定をそ
のピークの量から定量分析する。その測定、定量には、
エネルギー分散形Ｘ線分析装置（日本電子（株）製形式
ＪＥＤ−２１４０）を用いた。形成した金属層を直接照
射させて行い、測定を行った。

【００１５】貴金属層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔの中から少
なくとも１種類以上で形成されるのがよい。また、同一
金属で置換めっき、無電解めっきあるいは置換めっき、
無電解めっきによって２段階を経て貴金属層を形成して
もよい。それにより、下層の中間層の影響を受けること
のない金属膜を形成できて、耐食性が向上され、半田バ
ンプの形状、機能の低下などもない。

【００１６】導体回路から金属層−中間層−貴金属層の
順で形成した半田パッドは、強度、密着性、耐食性が向
上される。その半田パッド上に半田ペーストによって半
田バンプを形成しても、接続性、信頼性に問題を起こさ
ない。

【００１７】中間層中のＰ含有率が５ｗｔ％以下である
ものに形成された貴金属層は、中間層表面状態が均一で
あり、酸化やその他の化合物に汚染されていないので、
濡れ性がよく、貴金属層の表面、膜の状態も均一であ
る。

【００１８】貴金属層は、特に金、銀で形成されたもの
では、比率によって形成される半田パッドが異なり、を
それによっても半田パッドの耐食性、密着性や半田バン
プの形状、機能に影響することも分かった。

【００１９】貴金属層は０．０１〜２μｍの範囲で形成
するのがよい。特に０．０３〜１μｍの範囲で形成する
のがよい。０．０１μｍ未満では、貴金属層が中間層を
被覆できない部分があり、強度、耐食性に問題を起こ
す。反対に、２μｍを越えると、腐食性、強度などの向
上がなく、高価になりすぎるために経済性を損なう。

【００２０】前述の導体回路の凹凸層上に形成される金
属層は、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐが含有
した合金金属で形成するのがよい。特に、Ｎｉ−Ｐ、Ｎ
ｉ−Ｃｕ−Ｐの合金金属で形成するのがよい。その理由
としては、凹凸層が形成されていても、その凹凸層を被
覆することができ、未析出、反応停止などによる金属層
の未形成、形成異常を起こさないからである。

【００２１】本発明のプリント配線板においては、導体
回路を施したプリント配線板の表層の導体回路に粗化層
を形成する。粗化層の形成方法としては、Ｃｕ−Ｎｉ−
Ｐからなる合金層を無電解めっき形成する方法、第二銅
錯体と有機酸塩によってエッチングによって形成する方
法や酸化還元によって形成する方法がある。場合によっ
ては粗化層をＳｎ、Ｚｎなどによって被覆してもよい。

【００２２】最外層の導体回路は、ソルダーレジスト層
で被覆保護されている。そのソルダーレジスト層の開口
部から露出した導体回路は、粗化層の凹凸が形成されて
いる。その平均粗度（Ｒａ）は、０．０２〜７μｍであ
る。その粗化層によって導体回路とソルダーレジスト層
との密着性を向上させている。特に、望ましい範囲の平
均粗度は、１〜５μｍである。その範囲であれば、ソル
ダーレジスト層の組成、厚み等に関係なく所望の密着性
が得られる。

【００２３】次いで、当該導体回路上にソルダ−レジス
ト層を形成する。本願発明におけるソルダーレジスト層
の厚さは、５〜４０μｍがよい。薄すぎるとソルダーダ
ムとして機能せず、厚すぎると開口しにくくなる上、半
田体と接触し半田体に生じるクラックの原因となるから
である。ソルダーレジスト層としては、種々の樹脂を使
用でき、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂のアクリレート、ノボラ
ック型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂のアク
リレートをアミン系硬化剤やイミダゾール硬化剤などで
硬化させた樹脂を使用できる。特に、ソルダーレジスト
層に開口を設けて半田バンプを形成する場合には、「ノ
ボラック型エポキシ樹脂もしくはノボラック型エポキシ
樹脂のアクリレート」からなり、「イミダゾール硬化
剤」を硬化剤として含むものが好ましい。

【００２４】このような構成の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。しか
も、このソルダーレジスト層は、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した樹
脂層であり、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）でも劣化しないし、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す
ることもない。

【００２５】しかしながら、このようなソルダーレジス
ト層は、剛直骨格を持つ樹脂で構成されるので剥離が生
じやすい。本発明に係る粗化層は、このような剥離を防
止するために有効である。

【００２６】ここで、上記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
メタクリル酸などと反応させたエポキシ樹脂などを用い
ることができる。上記イミダゾール硬化剤は、25℃で液
状であることが望ましい。液状であれば均一混合できる
からである。このような液状イミダゾール硬化剤として
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 ）を用いることができる。

【００２７】このイミダゾール硬化剤の添加量は、上記
ソルダーレジスト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。この理由は、添加量がこの範
囲内にあれば均一混合がしやすいからである。上記ソル
ダーレジストの硬化前組成物は、溶媒としてグリコール
エーテル系の溶剤を使用することが望ましい。このよう
な組成物を用いたソルダーレジスト層は、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。

【００２８】このようなグリコールエーテル系溶媒とし
ては、下記構造式のもの、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）およびトリエ
チレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＴＧ）から選
ばれるいずれか少なくとも１種を用いる。これらの溶剤
は、30〜50℃程度の加温により反応開始剤であるベンゾ
フェノンやミヒラーケトンを完全に溶解させることがで
きるからである。CH_３Ｏ-(CH_２CH_２Ｏ) _ｎ−CH
_３（ｎ＝１〜５）このグリコールエーテル系の溶媒
は、ソルダーレジスト組成物の全重量に対して10〜40wt
％がよい。以上説明したようなソルダーレジスト組成物
には、その他に、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に熱硬化性樹脂、解
像度改善のために感光性モノマーなどを添加することが
できる。例えば、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。さらに、ソ
ルダーレジスト組成物には、色素や顔料を添加してもよ
い。配線パターンを隠蔽できるからである。この色素と
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。

【００２９】添加成分としての上記熱硬化性樹脂として
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。

【００３０】添加成分としての上記感光性モノマーとし
ては、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
又は、共栄社化学製のＲ−６０４ような多価アクリル系
モノマーが望ましい。

【００３１】また、これらのソルダーレジスト組成物
は、２５℃で０．５〜１０Ｐａ・ｓ、より望ましくは１
〜１０Ｐａ・ｓがよい。ロールコータで塗布しやすい粘
度だからである。ソルダ−レジスト形成後、開口部を形
成する。その開口は、露光、現像処理により形成する。

【００３２】その後、ソルダ−レジスト層形成後に開口
部に無電解めっきにてＮｉを含有した金属層を形成させ
る。めっき液の組成の例として硫酸ニッケル４．５ｇ／
ｌ、次亜リン酸ナトリウム２５ｇ／ｌ、クエン酸ナトリ
ウム４０ｇ／ｌ、ホウ酸１２ｇ／ｌ、チオ尿素０．１ｇ
／ｌ（ＰＨ＝１１）がある。脱脂液により、ソルダ−レ
ジスト層開口部、表面を洗浄し、パラジウムなどの触媒
を開口部に露出した導体部分に付与し、活性化させた
後、めっき液に浸漬し、ニッケルめっき層を形成させ
た。

【００３３】金属層（ニッケルめっき層）の厚みは、
０．０１〜１０μｍ、特に０．０１〜５μｍが望まし
い。金属層形成後、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｃｏの中から選
ばれる金属を中間層と形成させる。特にＰｄ、Ｚｎで形
成させるのがよい。中間層の厚みとしては０．０１〜２
μｍの範囲で形成するのが望ましい。次いで、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔの中から選ばれる金属で貴金属層を形成させ
る。特に金で形成させるのがよい。場合によっては同一
金属で置換めっき、無電解めっきを経て２層で形成して
もよい。厚みは、０．０１〜２μｍであるのが望まし
い。

【００３４】開口部に貴金属層を施し半田パッドとした
後、開口部内に半田ペーストを印刷により充填する。そ
の後、温度２５０℃にした窒素リフローを通し、半田バ
ンプを開口部内の半田パッドに固定させる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
を参照して説明する。先ず、本発明の第１実施例に係わ
るプリント配線板の構成について図７及び図１０を参照
して説明する。本実施例では、プリント配線板として多
層プリント配線板について説明する。図７は該多層プリ
ント配線板１０の断面図を、図１０は図７に示す多層プ
リント配線板１０の半田パッド部分の拡大図を示してい
る。図７に示すように、多層プリント配線板１０ではコ
ア基板３０の表面及び裏面に導体回路３４，３４が形成
され、更に該導体回路３４，３４の上にビルドアップ配
線層８０Ａ，８０Ｂが形成されている。該ビルドアップ
層８０Ａ、８０Ｂは、バイアホール６０及び導体回路５
８の形成された層間樹脂絶縁層５０と、バイアホール１
６０及び導体回路１５８（半田パッド７７）の形成され
た層間樹脂絶縁層１５０からなる。当該層間樹脂絶縁層
１５０の上にはソルダーレジスト７０が形成されてお
り、該ソルダーレジスト７０の開口部７１を介して、バ
イアホール１６０及び導体回路１５８（半田パッド７
７）に半田バンプ７６が形成されている。

【００３６】次に図１０を参照して半田パッドについて
説明する。図１０は図７中の多層プリント配線板１０の
円で囲んだ部分を拡大して示している。半田パッド７７
は、導体回路１５８に順次形成される金属層（ニッケル
めっき層）７２−中間層（パラジウムめっき層）７３−
金めっき層７４の３層から成る。そしてその上に半田バ
ンプ７６が形成されている。３層で形成された半田パッ
ドは、強度、密着性、耐食性が向上される。その半田パ
ッド上に半田ペーストによって半田バンプを形成して
も、接続性、信頼性に問題を起こさない。

【００３７】引き続き、上記多層プリント配線板１０の
製造方法について説明する。ここでは、先ず、第１実施
例の多層プリント配線板の製造方法に用いるＡ．無電解
めっき用接着剤、Ｂ．層間樹脂絶縁剤、Ｃ．樹脂充填剤
の組成について説明する。

【００３８】Ａ．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〕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、
ＮＭＰ 3.6重量部を攪拌混合して得た。〔樹脂組成物〕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のものを 7.2重量部、平均粒径
0.5μｍのものを3.09重量部、を混合した後、さらにＮ
ＭＰ30重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合して得
た。〔硬化剤組成物〕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。

【００３９】Ｂ．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〕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 ）４重
量部、消泡剤（サンノプコ製、Ｓ−65）0.5 重量部、Ｎ
ＭＰ 3.6重量部を攪拌混合して得た。〔樹脂組成物〕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 0.5μｍのものを 14.49重量部、を混合
した後、さらにＮＭＰ30重量部を添加し、ビーズミルで
攪拌混合して得た。〔硬化剤組成物〕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。

【００４０】Ｃ．樹脂充填剤調製用の原料組成物〔樹脂組成物〕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_２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。〔硬化剤組成物〕イミダゾール硬化剤（四国化成製、
2E4MZ-CN）6.5 重量部。

【００４１】プリント配線板の製造 (1) 厚さ１mmのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマ
レイミドトリアジン）樹脂からなる基板３０の両面に18
μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０
Ａを出発材料とした（図１の工程（Ａ））。まず、この
銅張積層板をドリル削孔し、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、基板の両面に
内層銅パターン３４とスルーホール３６を形成した（工
程（Ｂ））。

【００４２】(2) 内層銅パターン３４およびスルーホー
ル３６を形成した基板３０を水洗いし、乾燥した後、酸
化浴（黒化浴）として、NaOH（10ｇ／ｌ），NaClＯ_２
（40ｇ／ｌ）， Na_３PO_４（６ｇ／ｌ）、還元浴とし
て、NaOH（10ｇ／ｌ），NaBH_４（６ｇ／ｌ）を用いた酸
化−還元処理により、内層銅パターン３４およびスルー
ホール３６の表面に粗化層３８を設けた（工程
（Ｃ））。

【００４３】(3) Ｃの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た。

【００４４】(4) 上記(3) で得た樹脂充填剤を、調製後
24時間以内に導体回路間あるいはスルーホール３６内に
塗布、充填した。塗布方法として、スキ−ジを用いた印
刷法で行った。１回目の印刷塗布は、主にスルーホール
３６内を充填して、乾燥炉内の温度100 ℃，２０分間乾
燥させた。また、２回目の印刷塗布は、主に導体回路
（内層銅パターン）３４の形成で生じた凹部を充填し
て、導体回路３４と導体回路３４との間およびスルーホ
ール３６内を樹脂充填剤４０で充填させたあと、前述の
乾燥条件で乾燥させた（工程（Ｄ））。

【００４５】(5) 上記(4) の処理を終えた基板３０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３４の表面
やスルーホール３６のランド３６ａ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（図２の工程（Ｅ））。次いで、100 ℃で１時間、 1
50℃で１時間、の加熱処理を行って樹脂充填剤４０を硬
化した。

【００４６】このようにして、スルーホール３６等に充
填された樹脂充填剤４０の表層部および内層導体回路３
４上面の粗化層３８を除去して基板両面を平滑化し、樹
脂充填剤４０と内層導体回路３４の側面とが粗化層３８
を介して強固に密着し、またスルーホール３６の内壁面
と樹脂充填剤４０とが粗化層３８を介して強固に密着し
た配線基板を得た。即ち、この工程により、樹脂充填剤
４０の表面と内層銅パターン３４の表面が同一平面とな
る。

【００４７】(6) 導体回路３４を形成した基板３０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３．９×
１０^−２ｍｏｌ／ｌ、硫酸ニッケル３．８×１０^−３ｍ
ｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム７．８×１０^−３ｍｏｌ
／ｌ、次亜りん酸ナトリウム２．３×１０^−１ｍｏｌ／
ｌ、界面活性剤（日信化学工業製、サーフィール４６
５）１．１×１０^−４ｍｏｌ／ｌ、ＰＨ＝９からなる無
電解めっき液に浸積し、浸漬１分後に、４秒当たり１回
に割合で縦、および、横振動させて、導体回路およびス
ルーホールのランドの表面にＣｕ−Ｎｉ−Ｐからなる針
状合金の被覆層及び粗化層４２を設けた（工程
（Ｆ））。さらに、ホウフっ化スズ０．１ｍｏｌ／ｌ、
チオ尿素１．０ｍｏｌ／ｌ、温度３５℃、ＰＨ＝１．２
の条件でＣｕ−Ｓｎ置換反応させ、粗化層の表面に厚さ
０．３μｍＳｎ層（図示せず）を設けた。

【００４８】(7) Ｂの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。

【００４９】(8) 前述(6) の基板３０の両面に、上記
(7) で得られた粘度 1.5Pa・ｓの層間樹脂絶縁剤（下層
用）４４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、次いで、上記(7) で得られた粘度７
Pa・ｓの感光性の接着剤溶液（上層用）４６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５０αを形成した（工程（Ｇ））。

【００５０】(9) 上記(8) で接着剤層を形成した基板３
０の両面に、85μｍφの黒円５１ａが印刷されたフォト
マスクフィルム５１を密着させ、超高圧水銀灯により 5
00mJ／cm^２で露光した（工程（Ｈ））。これをＤＭＴ
Ｇ溶液でスプレー現像し、さらに、当該基板を超高圧水
銀灯により3000mJ／cm^２で露光し、100 ℃で１時間、
120 ℃で１時間、その後 150℃で３時間の加熱処理（ポ
ストベーク）をすることにより、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）４８を有する厚さ35μｍの層間樹脂絶
縁層（２層構造）５０を形成した（図３の工程
（Ｉ））。なお、バイアホールとなる開口４８には、ス
ズめっき層（図示せず）を部分的に露出させた。

【００５１】(10)開口４８が形成された基板３０を、ク
ロム酸に19分間浸漬し、層間樹脂絶縁層の表面に存在す
るエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、当該層
間樹脂絶縁層５０の表面を粗化し、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（工程
（Ｊ））。さらに、粗面化処理（粗化深さ６μｍ）した
該基板の表面に、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５０の表面およびバ
イアホール用開口４８の内壁面に触媒核を付けた。

【００５２】(11)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 〜1.2 μｍ
の無電解銅めっき膜５２を形成した（工程（Ｋ））。〔無電解めっき水溶液〕ＥＤＴＡ 0.08 mol ／ｌ硫酸銅 0.03 mol ／ｌＨＣＨＯ 0.05 mol ／ｌＮａＯＨ 0.05 mol ／ｌ α、α’−ビピリジル 80 mg／ｌＰＥＧ 0.10 ｇ／ｌ〔無電解めっき条件〕65℃の液温度で20分

【００５３】(12)上記(11)で形成した無電解銅めっき膜
５２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^２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５４
を設けた（工程（Ｌ））。

【００５４】(13)ついで、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５６を形成した（図４の工程（Ｍ））。〔電解めっき水溶液〕硫酸 2.24 mol ／ｌ硫酸銅 0.26 mol ／ｌ添加剤（アトテックジャパン製、カパラシドＨＬ） 19.5 ml／ｌ〔電解めっき条件〕電流密度１Ａ／dm^２時間 65 分温度 22±2 ℃

【００５５】(14)めっきレジスト54を５％ＫＯＨで剥離
除去した後、そのめっきレジスト下の無電解めっき膜５
２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５２と電解銅めっき膜５６
からなる厚さ18μｍの導体回路５８（バイアホール６０
を含む）を形成した（工程（Ｎ））。

【００５６】(15)(6)と同様の処理を行い、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粗化層６２
を形成し、さらにその表面にSn置換を行った（工程
（Ｏ））。

【００５７】(16)前述(7) 〜(15)の工程を繰り返すこと
により、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回
路１５８とバイアホール１６０とを形成し、多層配線基
板を得た。但し、表層の粗化面１６２には、Sn置換は行
わなかった（工程（Ｐ））。

【００５８】(17)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、さら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No.
4、６rpm の場合はローターNo.3によった。

【００５９】(18)前述(16)で得られた多層プリント配線
基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物７０αを20
μｍの厚さで塗布した（図５の工程（Ｑ））。次いで、
70℃で20分間、70℃で30分間の乾燥処理を行った後、円
パターン（マスクパターン）が描画された厚さ５mmのフ
ォトマスクフィルムを密着させて載置し、1000mJ／cm^２
の紫外線で露光し、DMTG現像処理した。そしてさらに、
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、はんだパッド部分（バ
イアホールとそのランド部分を含む）に開口７１を有す
る（開口径 200μｍ）ソルダーレジスト層７０（厚み20
μｍ）を形成した（工程（Ｒ））。また図５の工程
（Ｒ）において円で囲んで示した部分を図８（Ａ）に拡
大して示した。

【００６０】(19)その後、塩化ニッケル2.3 ×10^−１ｍ
ｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム2.8×10^−１ｍｏｌ／
ｌ、クエン酸ナトリウム1.6 ×10⁻ ¹ｍｏｌ／ｌ、から
なるｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に、20分間
浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルの金属層
７２を形成した（工程（Ｓ））。また図５の工程（Ｓ）
において円で囲んで示した部分を図８（Ｂ）に拡大して
示した。これにより、半田パッド７７を形成する導体回
路１５８に凹凸が施されたものであってもその凹凸部分
を完全に被覆し、金属層７２の表面状態を均一にするこ
とができる。

【００６１】(20)さらに、その基板を塩化パラジウム
１．０×１０^-2ｍｏｌ／ｌ、エチレンジアミン８．０×
１０^-2ｍｏｌ／ｌ、６．０×１０^-2ｍｏｌ／ｌ、チオジ
グリコール酸３０ｍｇ／ｌでＰＨ＝８、温度５５℃の無
電解パラジウムめっき液に５分間浸積して、ニッケル層
７２上に厚さ０．０８μｍのパラジウムの中間層７３を
形成した（図６の工程（Ｔ））。また図６の工程（Ｔ）
において円で囲んで示した部分を図９（Ａ）に拡大して
示した。中間層７３を形成することにより、界面の剥が
れ、遊離がなく、表面の濡れ性の低下が起こらなくな
る。

【００６２】(21)その後、表層には、シアン化金カリウ
ム7.6 ×10^−３ｍｏｌ／ｌ、塩化アンモニウム1.9 ×10
^−１ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.2 ×10^−１ｍｏ
ｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10^−１ｍｏｌ／ｌ
からなる無電解金めっき液に80℃の条件で７．５分間浸
漬して、パラジウムの中間層７３上に厚さ0.03μｍの金
めっき層７４を形成した（工程（Ｕ））。また図６の工
程（Ｕ）において円で囲んで示した部分を図９（Ｂ）に
拡大して示した。金めっき層７４を形成することによ
り、強度、耐食性が向上し、半田バンプの形状、機能の
低下などもなくなる。

【００６３】(22)そして、ソルダーレジスト層７０の開
口部７１に、半田ペーストを印刷して200℃でリフロー
することにより、半田バンプ７６（半田体）を形成した
（図７、及び図７の円で囲んだ部分を示す図１０参
照）。

【００６４】（第２実施例）第１実施例とほぼ同様であ
るが、金めっき層上にさらに無電解めっきにて金めっき
層を形成させて、厚み０．０６μｍの金めっき層を形成
してプリント配線板を製造した。

【００６５】（第３実施例）第１実施例とほぼ同様であ
るが、中間層のパラジウムの代わりに、無電解めっきに
て亜鉛層を厚み２μｍで形成してプリント配線板を製造
した。

【００６６】（第４実施例）第１実施例とほぼ同様であ
るが、金めっき層の代わりに無電解めっきにて銀層を厚
み０．０４μｍで形成してプリント配線板を製造した。

【００６７】（比較例）第１実施例とほぼ同様である
が、ニッケル層を形成した後、無電解めっきにて金めっ
き層を厚み０．０３μｍで形成してプリント配線板を製
造した。

【００６８】

【発明の効果】以上、表層の金属層の表面状態、変色の
有無、第１〜４実施例および比較例で製造されたプリン
ト配線板について、半田バンプ形成状態（半田バンプの
未形成の発生率、半田内の気泡の有無）、バンプ形成後
の金属層の状態、プリント配線板形成後の状態、信頼性
試験後の状態の計4項目について、図１１中に比較評価
した。この結果、比較例に比べて第１〜４実施例はいず
れの項目においても良い評価を得ることができた。一
方、比較例においてはバンプ内に気泡が生じ,またバン
プの剥がれが発生した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図５】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図６】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図７】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の断面図である。

【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本発明の第１実
施例に係わる多層プリント配線板の半田パット部分を拡
大して示す図である。

【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、本発明の第１実
施例に係わる多層プリント配線板の半田パット部分を拡
大して示す図である。

【図１０】図１０は図７に示す多層プリント配線板の一
部を拡大して示す図である。

【図１１】第１〜４実施例および比較例で製造されたプ
リント配線板について比較評価した結果を示す図表であ
る。

【符号の説明】

３０コア基板３４導体回路３６スルーホール５０層間樹脂絶縁層５８導体回路６０バイアホール７０ソルダーレジスト７１開口部７２金属層７３中間層７４金めっき層７６半田バンプ７７半田パッド８０Ａ、８０Ｂビルドアップ配線層１５０層間樹脂絶縁層１５８導体回路１６０バイアホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体回路を形成した基板上に有機樹脂絶
縁層を施して、前記有機樹脂絶縁層の一部を開口して露
出した前記導体回路上に半田バンプが形成されたプリン
ト配線板において、前記露出した回路上に、Ｎｉを含有した金属層、中間
層、貴金属層の順で施して半田パッドを形成することを
特徴とするプリント配線板。
【請求項２】前記金属層は、Ｃｕ、ＰｄあるいはＰが
少なくとも1種類以上含有されていることを特徴とする
請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】前記中間層は、Ｔｉ、Ｚｎ，Ｐｄ、Ｃｏ
の中からいずれか１つで形成されることを特徴とする請
求項１又は２に記載のプリント配線板。
【請求項４】前記貴金属層は、Ａｕ，Ａｇ、Ｐｔの内
で少なくとも１層以上で形成されることを特徴とする請
求項１〜３の内少なくとも１に記載のプリント配線板。
【請求項５】前記金属層は、Ｃｕ含有率５ｗｔ％以下
であり、かつ、Ｐ含有率０．１〜１５ｗｔ％の範囲であ
ることを特徴とする請求項１〜４の内１に記載のプリン
ト配線板。
【請求項６】前記中間層は、Ｐ含有率が５ｗｔ％以下
であることを特徴とする請求項１〜４の内１に記載のプ
リント配線板。
【請求項７】前記貴金属層は、無電解めっきによって
２層で形成することを特徴とする請求項１〜６の内１に
記載のプリント配線板。
【請求項８】前記金属層の厚みは０．０１〜１０μｍ
であり、前記中間層の厚みは、０．０１〜２μｍであ
り、前記貴金属層の厚みは０．０１〜２μｍであること
を特徴とする請求項１〜７の内１に記載のプリント配線
板。
【請求項９】前記露出した回路は、平均粗度（Ｒａ）
で０．０２〜７μｍであることを特徴とする請求項１〜
７の内１に記載のプリント配線板。