JP2003179335A - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板及びプリント配線板の製造方法

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波数特性に優れるBGAを備えるプリン
ト配線板を提供する。 【解決手段】 導体回路158、ビア160上に単層の
スズ層74を施して半田パッド73を形成し、BGAと
する。このため、2層の金属層を形成する従来技術のプ
リント配線板よりも、信号の伝搬速度を高めることがで
きる。また、ニッケル層がないため、製造コストを低減
でき、電気特性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、パッケージ基板
として好適に用い得るプリント配線板に関し、特に、有
機樹脂絶縁層(ソルダーレジスト層)の開口に半田を介
して接合されるBGA(ボールグリッドアレー)を形成
するプリント配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パッケージ基板として用いられるプリン
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。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。
【0003】図17に示すように、半田バンプ376を
形成しBGA(ボールグリッドアレー)を配設する際に
は、ソルダーレジスト層370の一部を開口し、露出さ
せた導体回路358上にニッケル層372、金層374
を施して半田パッド373を形成する。そして、該半田
パッド373に、半田ペーストを印刷して、リフローを
行うことで半田バンプ376を形成している。ここで、
導体回路358上にニッケル層272を介在させて金層
374を形成させている理由は、ニッケル層上で無電解
めっきにより金層を形成させると、ニッケル層が金層の
形成を安定化させる。つまり、金層の拡散などが起きな
いからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ICチップのパッケー
ジ基板として用いられるプリント配線板は、周波数特性
を高めることが求められている。ここで、図17を参照
して上述した構成のプリント配線板では、ICチップの
周波数が1GHzを越えると、信号伝搬の遅れから誤動作
が生じ易くなる。さらに、3GHzを越えると、その傾
向は顕著に表れる。この原因を本発明者が検討したこと
ろ、導体回路358上にニッケル層372、金層374
を施して半田パッド373を構成しているためであるこ
とが判明した。即ち、ニッケル層372と金層374と
の2層構造を採用するため、各層の界面において信号の
伝搬遅れや抵抗値の増加などが発生していることが分か
った。特にニッケル層における信号遅延が起きやすく、
他の金属に比べても差異があることが分かった。
【0005】更に、ニッケルは開口径が小さくなるとめ
っきによる析出に不具合が起き易い。また、ニッケル層
372が、プリント配線板の製造コストを上昇させてい
た。更に、ニッケル層372は、電気抵抗が高いため、
プリント配線板の電気特性を低下させていた。接続され
た配線が電源層であると、高周波領域である1GHzを
越えると、ICチップへの電源供給量が増加し、瞬間的
にも大容量を供給することから、ニッケル層によりその
伝達を阻害してしまうこともあると考えられている。
【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、その目的は、高周波数特性に優れ
るBGAを備えるプリント配線板及びプリント配線板の
製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、有機樹脂絶縁層の一部を開口
し露出させた導体回路上に、BGA(ボールグリッドア
レー)の配設されたプリント配線板において、前記露出
した導体回路上に、スズ、又は、貴金属の単層の金属層
を施し、前記BGAを配設したことを技術的特徴とす
る。
【0008】請求項1では、導体回路上に単層の金属層
を施してBGAを形成するため、2層の金属層を形成す
る従来技術のプリント配線板よりも、信号の伝搬速度を
高めることができる。また、ニッケル層がないため、製
造コストを低減でき、電気特性を高めることができる。
さらに、ICチップへの電源供給に対しても、電源を阻
害しないことから、ICチップへの所望の電源が供給さ
れていることから、初期動作における誤動作や遅延など
が抑えられる。さらに半田との密着性も向上させること
ができる。
【0009】本願発明におけるプリント配線板とは、コ
ア基板として、厚みが0.6〜1mm程度で補強芯材が
含浸した樹脂基板上に厚みが30μm程度で、補強芯材
が含浸されていない層間絶縁樹脂層に、非貫通孔である
バイアホールを形成して、C4からなる半田バンプが形
成されて、フリップチップを実装させるものである。一
方、外部端子であるBGAを介してドータボード等の外
部基板に接続される。実装する際に、半田バンプとフリ
ップチップ用のICチップとを重ねて、リフローを行っ
て、半田を溶解すると同時にICチップとの接続を行う
ものである。それにより、プリント配線板とICチップ
との電気接続が行われるのである。
【0010】請求項2において、貴金属は、金、銀、白
金、パラジウムであるため、耐食性に優れ、表面が酸
化、変質され難い。また、これらの金属は、粗化した導
体回路上に形成したときに、従来の2層構成(ニッケル
−金)と比べると抵抗などの電気特性が向上するのであ
る。ニッケル層という阻害する層がないからと考えられ
る。有機樹脂絶縁層の一部を露出した導体回路上に金を
形成させることにより、腐食性に優れる導体回路である
BGA形成用のパッドを得られるだけでなく、ICチッ
プ〜BGA〜導体層における金属抵抗値を低下させるこ
とができる。電源供給を阻害しにくくなる。電源の電圧
降下量を小さくすることができる。さらに、リフローし
て一旦溶解した半田が再固形したときに、パッドとの密
着性および結合性を向上させることができる。そのため
に、信頼性試験を行っても、引張強度の低下が小さくな
る。
【0011】有機樹脂絶縁層の一部を露出した導体回路
上に銀を形成させることにより、腐食性に優れる導体回
路であるBGA形成用のパッドを得られるだけでなく、
銀自体は電気伝達性に優れることからICチップ〜BG
A〜導体層における金属抵抗値を低下させることができ
る。電源供給を阻害しにくくなる。電源の電圧降下量を
小さくすることができる。さらに、リフローして一旦溶
解した半田が再固形したときに、パッドとの密着性およ
び結合性を向上させることができる。そのために、信頼
性試験を行っても、引張強度の低下が小さくなる。
【0012】有機樹脂絶縁層の一部を露出した導体回路
上にスズを形成させることにより、腐食性に優れる導体
回路であるBGA形成用のパッドを得られるだけでな
く、ICチップ〜BGA〜導体層における金属抵抗値を
低下させることができる。電源供給を阻害しにくくな
る。電源の電圧降下量を小さくすることができる。さら
に、リフローして一旦溶解した半田が再固形したとき
に、パッドとの密着性および結合性を向上させることが
できる。そのために、信頼性試験を行っても、引張強度
の低下が小さくなる。特に、半田にスズが含有されてい
るものを用いるとリフロー結晶した際に、BGAとパッ
ドとの合金が形成されるから、引張強度を向上させるこ
とができるのである。
【0013】請求項3において、金属層の厚みは0.0
1〜3μmである。0.01μm未満では、導体回路を
完全に被覆できない部分ができ、強度、耐食性に問題を
起こす。特に粗化層を形成した導体回路に金属層を施す
とき、粗化面が露出してしまうからである。電気特性、
強度でも向上が確認できないのである。反対に、3μm
を越えると、耐食性、強度などの向上がなく、高価にな
りすぎるため経済性を損なう。さらに厚みのバラツキも
生じやすくなり、場合によってはパッドごとの特性の差
異も生じてしまい、電気特性での不具合を生じることが
ある。望ましいのは0.05〜1μmである。更に望ま
しいのは0.1〜0.5μmの範囲である。その間であ
れば、厚みにばらつきを生じたとしても、不具合の生じ
ないレベルに収まる。
【0014】請求項4において、導体回路の表面および
側面には、粗化層が形成されている。このため、導体回
路と有機樹脂絶縁層との密着性が高い。
【0015】BGAを構成する半田、又は、BGAを接
続するための導電性接着剤は、Sn/Pb、Sn/S
b、Sn/Ag、Sn/Ag/Cuのいずれかの共晶金
属であることを望ましい。また、融点は180〜280
℃の間での半田であることが望ましい。その温度の範囲
であれば、リフローをしても、その温度により樹脂基板
が溶解するといったことが起きないからである。これら
の半田であれば、該金属層との密着性がよい。溶解後の
再固化したときに、半田と単層金属との合金を確実に形
成されやすくなるので、強度が劣化することがない。接
続性と電気接続性という点でも問題を起こしにくい。従
来のニッケル−金層においては、下地であるニッケル層
での形成不良の影響を受けて、金層の変質してしまい、
その結果半田との合金形成を阻害してしまった。そのた
めに、接合強度を劣化させるのである。また、Sn/C
uという共晶金属を用いても同様な結果が得られた。
【0016】請求項6において、BGAを構成する半田
又はBGAを接続するための導電性接着剤は、Sn/P
b、Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cuのいず
れかの共晶金属でありスズが含まれるため、スズからな
る金属層(半田パッド)との密着性が高い。
【0017】請求項7において、BGAを構成する半田
又はBGAを接続するための導電性接着剤は、Sn/A
g、Sn/Ag/Cuのいずれかの共晶金属であり銀が
含まれるため、銀からなる金属層(半田パッド)との密
着性が高い。
【0018】請求項8において、BGAを構成する半田
又はBGAを接続するための導電性接着剤は、Sn/P
b、Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cuのいず
れかの共晶金属であり金が含まれるため、金からなる金
属層(半田パッド)との密着性が高い。
【0019】請求項9のプリント配線板の製造方法で
は、少なくとも(a)〜(c)工程を経ることにより、
有機樹脂絶縁層の一部を開口して露出した銅を主として
なる導体回路上に、単層の金属層を施し、半田バンプか
ら成るBGA(ボールグリッドアレー)を形成すること
を技術的特徴とする: (a)前記導体回路が有機樹脂絶縁層から露出したプリ
ント配線板を、硫酸−過酸化水素水、塩化第二銅、塩化
第二鉄のいずれかのエッチング液に浸漬する工程、
(b)酸による活性化工程、(c)すず、又は、貴金属
の置換めっきにより前記単層の金属層を前記導体回路上
に施す工程。
【0020】請求項9では、銅を主としてなる導体回路
をエッチングし、酸により活性化するため、置換めっき
によりすず、又は、貴金属からなる単層の金属膜を、導
体回路の形状、大きさに関わらず、薄く均一の厚みに形
成することができる。
【0021】請求項9では、金属層を構成する貴金属
は、軟質金であるため、ニッケルを介在させることな
く、銅に拡散することなく導体回路上に単層の金属膜を
形成することができる。即ち、従来技術では、金とし
て、金線へのワイヤーボンディングを行い得る硬質金
が、半田パッドによって接続を取る際にも引き続き用い
られていた。硬質金は、無電解めっきで、銅からなる導
体回路中に拡散するために、ニッケル層を介在させねば
被膜を形成できなかった。また、ボンディングに対する
強度を設ける必要があった。これに対して、請求項9で
は、銅からなる導体回路上に直接形成することができ
る。
【0022】
【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実施例に係る
プリント配線板の構成について、図6〜図9を参照して
説明する。図6はプリント配線板10の断面を示し、図
7は、図6に示すプリント配線板10にICチップ90
を搭載し、ドータボード94側に取り付けた状態を示し
ている。
【0023】図6に示すようにプリント配線板10は、
コア基板30の表面及び裏面にビルドアップ配線層80
A、80Bが形成されている。ビルドアップ配線層80
A、80Bは、導体回路58及びビア60の形成された
層間樹脂絶縁層50と、導体回路158及びビア160
の形成された層間樹脂絶縁層150とからなる。ビルド
アップ配線層80Aとビルドアップ配線層80Bとは、
コア基板30に形成されたスルーホール36を介して接
続されている。層間樹脂絶縁層150の上にはソルダー
レジスト層70が形成されており、ソルダーレジスト7
0の開口部71を介して、導体回路158及びビア16
0にBGA(ボールグリッドアレー)76U、76Dが
形成されている。
【0024】図9は、図6に示すプリント配線板10を
A矢印側から見た矢視図(平面図)を示している。この
プリント配線板10は、ICチップへ接続される半田バ
ンプ76Uが、BGAとして配設されている。図示しな
いが、ドータボードへ接続される半田バンプ76Dも、
同様にBGAとして配設されている。図9中では、半田
バンプ76Uを、図示の便宜上16個のみ示すが、CP
Uを搭載するパッケージ基板用プリント配線板では、数
百の半田バンプ76Uが配設される。
【0025】図7に示すように、プリント配線板10の
上側のBGA76Uは、ICチップ90のパッド92に
接続され、また、下側のBGA76Dは、ドータボード
94のパッド96へ接続される。
【0026】図6中の楕円Cに囲まれた部位の拡大図で
ある図8(C)に示すように、ソルダーレジスト70の
開口部71を介して露出した導体回路158、ビア16
0上にスズ層(単層の金属層)74が配設されて、半田
パッド73が形成されている。該半田パッド76上に半
田バンプ(BGA)76Uが配設されている。
【0027】第1実施例のプリント配線板10では、導
体回路158、ビア160上に単層のスズ層74を施し
て半田パッド73を形成するため、図17を参照して上
述した2層の金属層を形成する従来技術のプリント配線
板よりも、信号の伝搬速度を高めることができる。ま
た、ニッケル層がないため、製造コストや電源を低減で
きる。
【0028】ここで、スズ層74の厚みは0.01〜
3.0μmであることが望ましい。0.01μm未満で
は、導体回路158、ビア160を完全に被覆できない
部分ができ、強度、耐食性に問題を起こす。反対に、
3.0μmを越えても、耐食性、強度などの向上がな
い。それにスズ層を3.0μm以上に形成することは置
換めっきでは難しい。また、膜内でのはがれが起きてし
まい、強度が劣化してしまう。さらに0.03〜0.5
μmで形成されること望ましい。その範囲であれば多少
のばらつきが生じたとしても問題が発生しない。
【0029】本実施例のプリント配線板10では、図8
(C)に示すように導体回路158、ビア160の表面
には、粗化層158αが形成されている。このため、導
体回路158、ビア160とソルダーレジスト層70と
の密着性が高い。
【0030】また、第1実施例で、半田バンプ(BG
A)76U、76Dを構成する半田は、Sn/Pb、S
n/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cuのいずれかの
共晶金属であり、スズが含まれるため、スズ層74を備
える半田パッド73との密着性が高い。
【0031】引き続き、図6を参照して上述したプリン
ト配線板の製造方法について、図1〜図5を参照して説
明する。
【0032】(1)厚さ0.8mm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18μmの銅箔32がラミネート
されている銅張積層板30Aを出発材料とする(図1
(A)参照)。該樹脂内には、シリカなでの無機粒子が
1.0%〜40%配合されている。まず、この銅張積層
板30Aをドリル削孔し、続いてめっきレジストを形成
した後、この基板30に無電解銅めっき処理を施してス
ルーホール36を形成し、さらに、銅箔を常法に従いパ
ターン状にエッチングすることにより、基板30の両面
に下層導体回路34を形成する(図1(B)参照)。
【0033】(2)下層導体回路34を形成した基板3
0を水洗いし、乾燥した後、エッチング液を基板30の
両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路34の表面
とスルーホール36のランド表面36aとをエッチング
することにより、下層導体回路34の全表面に粗化面3
4αを形成する(図1(C)参照)。エッチング液とし
て、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重量部およびイオン交換水
78重量部を混合したものを使用する。
【0034】(3)シクロオレフィン系樹脂もしくはエ
ポキシ系樹脂を主成分とする樹脂充填剤40を、基板3
0の両面に印刷機を用いて塗布することにより、下層導
体回路34間またはスルーホール36内に充填し、加熱
乾燥を行う(図1(D)参照)。即ち、この工程によ
り、樹脂充填剤40が下層導体回路34の間あるいはス
ルーホール36内に充填される。その後、ベルト研磨紙
(三共理化学社製)を用いたベルトサンダー研磨によ
り、下層導体回路34の表面やスルーホール36のラン
ド表面36aに樹脂充填剤40が残らないように研磨
し、ついで、上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う。このような一連の研磨を基板
30の他方の面についても同様に行う。そして、充填し
た樹脂充填剤40を加熱硬化させる(図2(A)参
照)。
【0035】(4)次に、上記(3)の処理を終えた基
板30の両面に、上記(2)で用いたエッチング液と同
じエッチング液をスプレイで吹きつけ、一旦平坦化され
た下層導体回路34の表面とスルーホール36のランド
表面36aとをライトエッチングすることにより、下層
導体回路34の全表面に粗化面34βを形成する(図2
(B)参照)。
【0036】(5)次に、上記工程を経た基板の両面
に、厚さ50μmの熱硬化型シクロオレフィン系樹脂シ
ートを温度50〜150℃まで昇温しながら圧力5kg
/cm2で真空圧着ラミネートし、シクロオレフィン系
樹脂からなる層間樹脂絶縁層50を設ける(図2(C)
参照)。真空圧着時の真空度は、10mmHgである。
【0037】(6)次に、開口49aの形成されたマス
ク49を載置し、炭酸ガスレーザにより層間樹脂絶縁層
50にビア用開口52を形成する(図2(D)参照)。
ここでは、レーザを用いるが、露光・現像処理によりビ
ア用開口51を形成することもできる。
【0038】(7)次に、酸あるいは酸化剤(クロム
酸、過マンガン酸など)により絶縁層に粗化面を形成す
る。あるいは、日本真空技術株式会社製のSV−454
0を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂絶縁層50の
表面に粗化面50αを形成する(図3(A)参照)。こ
の際、不活性ガスとしてはアルゴンガスを使用し、電力
200W、ガス圧0.6Pa、温度70℃の条件で、2
分間プラズマ処理を実施する。
【0039】(8)その後、Ni及びCuをターゲット
にしたスパッタリングを行い、Ni/Cu金属層52を
層間樹脂絶縁層50の表面に形成する(図3(B)参
照)。ここでは、スパッタを用いているが、無電解めっ
きにより、銅、ニッケル等の金属層を形成してもよい。
また、場合によってはスパッタで形成した後に、無電解
めっき膜を形成させてもよい。
【0040】(9)次に、金属層52の表面に感光性ド
ライフィルムを貼り付け、マスクを載置して、露光・現
像処理し、所定パターンのレジスト54を形成する。そ
して、電解めっき液にコア基板30を浸漬し、Ni/C
u金属層52を介して電流を流し、レジスト54非形成
部に以下の条件で電解めっきを施し、電解めっき56を
析出させる(図3(C)参照)。
【0041】
【0042】(10)ついで、めっきレジスト54を5
%NaOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト54
下のNi/Cu金属層52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、Ni/Cu金属層5
2と電解銅めっき56とからなる導体回路58及びビア
60を形成する(図3(D))。そして、基板30の両
面にエッチング液をスプレイで吹きつけ、導体回路5
8、ビア60の表面をエッチングすることにより、表面
に粗化層58αを形成する(図4(A)参照)。
【0043】(11)上記(5)〜(9)工程を繰り返
し、層間樹脂絶縁層150、導体回路158及びビア1
60を形成する。そして、エッチング液を基板の両面に
スプレイで吹きつけて、導体回路158、ビア160の
表面をエッチングすることにより、全表面に粗化層15
8αを形成する(図4(B)参照)。エッチング液とし
て、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重量部およびイオン交換
水78重量部を混合したものを使用する。
【0044】(12)次に、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるよ
うに溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬社製)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)46.67
重量部、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(油化シェル社製、商
品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾール
硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)
1.6重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモ
ノマー(共栄化学社製、商品名:R604)3重量部、
同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:
DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノプコ
社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器にと
り、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成
物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン(関東化
学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケト
ン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を25
℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物
(有機樹脂絶縁材料)を得る。なお、粘度測定は、B型
粘度計(東京計器社製、DVL−B型)で60rpmの
場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターN
o.3によった。
【0045】(13)次に、基板30の両面に、上記ソ
ルダーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70
℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行
った後、ソルダーレジスト開口部71のパターンが描画
された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジスト層
70に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線で露光
し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開
口部71を形成する。そして、さらに、80℃で1時
間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で
3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジ
スト層70を硬化させ、開口部71を有する、その厚さ
が20μmのソルダーレジスト層70を形成する(図4
(C)参照)。図4(C)の楕円C中に示す開口71を
拡大して図8(A)に示す。
【0046】(14)次に、ソルダーレジスト層(有機
樹脂絶縁層)70を形成した基板をアルカリ脱脂により
脱脂する。ここで、アルカリ脱脂を用いるが、中性脱
脂、酸性脱脂を行うことも可能である。
【0047】(15)ソルダーレジスト層70を形成し
た基板を、硫酸−過酸化水素水、塩化第二銅、塩化第二
鉄のいずれかのエッチング液に浸漬し、ソルダーレジス
ト層70の開口71から露出する導体回路158、ビア
160の表層を削る(図5(A)参照)。
【0048】(16)ソルダーレジスト層70を形成し
た基板を、硫酸、塩酸等の酸に浸漬し、ソルダーレジス
ト層70の開口71から露出する導体回路158、ビア
160の表面電位を調整すると共に、酸化膜を削る(図
5(B)参照)。
【0049】(17)基板を、下記組成のスズ置換めっ
き液に浸漬し、ソルダーレジストから開口71を介して
露出した導体回路158、ビア160の表面に厚み0.
6μmのスズ層74を形成することで、半田パッド73
を形成する(図5(C)、及び、図5(C)中の楕円C
に囲まれた部位を拡大して示す図8(B)参照)。開口
径は100〜1000μmの間で行った。ここでは、ス
ズ置換めっき液に、ホウフッ化スズ化合物を用いるが、
この代わりに塩化スズを用いることもできる。第1実施
例では、銅を主としてなる導体回路158、ビア160
をエッチングし、酸により活性化するため、置換めっき
によりすずからなる単層の金属膜74を形成することが
できた。また、半田バンプ形成部の裏面の外部端子形成
部も単層の金属を形成した。 スズ置換めっき液 チオ尿素 20g/l ホウフッ化スズ(濃度35体積%) 80ml/l 安定剤(PEG) 5ml/l 温度60℃ 浸漬時間10分
【0050】(18)この後、ソルダーレジスト層70
の開口部71に、Sn/Pb、Sn/Sb、Sn/A
g、Sn/Ag/Cu、Sn/Cuのいずれかの共晶金
属からなる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、図9を参照して上述したBGA構
造の半田バンプ(BGA)76U、76Dを形成する。
これにより、BGA76U、76Dを有するプリント配
線板10を得ることができる(図6参照)。第1実施例
で、BGA76U、76Dを構成する半田は、Sn/P
b、Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn
/Cuのいずれかの共晶金属であり、スズが含まれるた
め、スズ層74を備える半田パッド73との密着性が高
い。
【0051】次に、上述した工程で完成したプリント配
線板10へのICチップの載置および、ドータボードへ
の取り付けについて、図7を参照して説明する。完成し
たプリント配線板10のBGA76UにICチップ90
の半田パッド92が対応するように、ICチップ90を
載置し、リフローを行うことでICチップ90の取り付
けを行う。同様に、プリント配線板10のBGA76D
にドータボード95のパッド94が対応するように、リ
フローすることで、ドータボード95へプリント配線板
10を取り付ける。
【0052】上述した実施例では、層間樹脂絶縁層5
0、150として、シクロオレフィン系樹脂を用いた。
シクロオレフィン系樹脂以外にもエポキシ系樹脂を用い
ることもできる。該エポキシ系樹脂には、難溶性樹脂、
可溶性粒子、硬化剤、その他の成分が含有されている。
それぞれについて以下に説明する。
【0053】本発明の製造方法において使用可能なエポ
キシ系樹脂は、酸または酸化剤に可溶性の粒子(以下、
可溶性粒子という)が酸または酸化剤に難溶性の樹脂
(以下、難溶性樹脂という)中に分散したものである。
なお、本発明で使用する「難溶性」「可溶性」という語
は、同一の酸または酸化剤からなる溶液に同一時間浸漬
した場合に、相対的に溶解速度の早いものを便宜上「可
溶性」と呼び、相対的に溶解速度の遅いものを便宜上
「難溶性」と呼ぶ。
【0054】上記可溶性粒子としては、例えば、酸また
は酸化剤に可溶性の樹脂粒子(以下、可溶性樹脂粒
子)、酸または酸化剤に可溶性の無機粒子(以下、可溶
性無機粒子)、酸または酸化剤に可溶性の金属粒子(以
下、可溶性金属粒子)等が挙げられる。これらの可溶性
粒子は、単独で用いても良いし、2種以上併用してもよ
い。
【0055】上記可溶性粒子の形状は特に限定されず、
球状、破砕状等が挙げられる。また、上記可溶性粒子の
形状は、一様な形状であることが望ましい。均一な粗さ
の凹凸を有する粗化面を形成することができるからであ
る。
【0056】上記可溶性粒子の平均粒径としては、0.
1〜10μmが望ましい。この粒径の範囲であれば、2
種類以上の異なる粒径のものを含有してもよい。すなわ
ち、平均粒径が0.1〜0.5μmの可溶性粒子と平均
粒径が1〜3μmの可溶性粒子とを含有する等である。
これにより、より複雑な粗化面を形成することができ、
導体回路との密着性にも優れる。なお、本発明におい
て、可溶性粒子の粒径とは、可溶性粒子の一番長い部分
の長さである。
【0057】上記可溶性樹脂粒子としては、熱硬化性樹
脂、熱可塑性樹脂等からなるものが挙げられ、酸あるい
は酸化剤からなる溶液に浸漬した場合に、上記難溶性樹
脂よりも溶解速度が速いものであれば特に限定されな
い。上記可溶性樹脂粒子の具体例としては、例えば、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフ
ェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等から
なるものが挙げられ、これらの樹脂の一種からなるもの
であってもよいし、2種以上の樹脂の混合物からなるも
のであってもよい。
【0058】また、上記可溶性樹脂粒子としては、ゴム
からなる樹脂粒子を用いることもできる。上記ゴムとし
ては、例えば、ポリブタジエンゴム、エポキシ変性、ウ
レタン変性、(メタ)アクリロニトリル変性等の各種変
性ポリブタジエンゴム、カルボキシル基を含有した(メ
タ)アクリロニトリル・ブタジエンゴム等が挙げられ
る。これらのゴムを使用することにより、可溶性樹脂粒
子が酸あるいは酸化剤に溶解しやすくなる。つまり、酸
を用いて可溶性樹脂粒子を溶解する際には、強酸以外の
酸でも溶解することができ、酸化剤を用いて可溶性樹脂
粒子を溶解する際には、比較的酸化力の弱い過マンガン
酸塩でも溶解することができる。また、クロム酸を用い
た場合でも、低濃度で溶解することができる。そのた
め、酸や酸化剤が樹脂表面に残留することがなく、後述
するように、粗化面形成後、塩化パラジウム等の触媒を
付与する際に、触媒が付与されなたかったり、触媒が酸
化されたりすることがない。
【0059】上記可溶性無機粒子としては、例えば、ア
ルミニウム化合物、カルシウム化合物、カリウム化合
物、マグネシウム化合物およびケイ素化合物からなる群
より選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げら
れる。
【0060】上記アルミニウム化合物としては、例え
ば、アルミナ、水酸化アルミニウム等が挙げられ、上記
カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、
水酸化カルシウム等が挙げられ、上記カリウム化合物と
しては、炭酸カリウム等が挙げられ、上記マグネシウム
化合物としては、マグネシア、ドロマイト、塩基性炭酸
マグネシウム等が挙げられ、上記ケイ素化合物として
は、シリカ、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独
で用いても良いし、2種以上併用してもよい。
【0061】上記可溶性金属粒子としては、例えば、
銅、ニッケル、鉄、亜鉛、鉛、金、銀、アルミニウム、
マグネシウム、カルシウムおよびケイ素からなる群より
選択される少なくとも一種からなる粒子等が挙げられ
る。また、これらの可溶性金属粒子は、絶縁性を確保す
るために、表層が樹脂等により被覆されていてもよい。
【0062】上記可溶性粒子を、2種以上混合して用い
る場合、混合する2種の可溶性粒子の組み合わせとして
は、樹脂粒子と無機粒子との組み合わせが望ましい。両
者とも導電性が低くいため樹脂フィルムの絶縁性を確保
することができるとともに、難溶性樹脂との間で熱膨張
の調整が図りやすく、樹脂フィルムからなる層間樹脂絶
縁層にクラックが発生せず、層間樹脂絶縁層と導体回路
との間で剥離が発生しないからである。
【0063】上記難溶性樹脂としては、層間樹脂絶縁層
に酸または酸化剤を用いて粗化面を形成する際に、粗化
面の形状を保持できるものであれば特に限定されず、例
えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合体等
が挙げられる。また、これらの樹脂に感光性を付与した
感光性樹脂であってもよい。感光性樹脂を用いることに
より、層間樹脂絶縁層に露光、現像処理を用いてビア用
開口を形成することできる。これらのなかでは、熱硬化
性樹脂を含有しているものが望ましい。それにより、め
っき液あるいは種々の加熱処理によっても粗化面の形状
を保持することができるからである。
【0064】上記難溶性樹脂の具体例としては、例え
ば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリフェニレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂
等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよい
し、2種以上を併用してもよい。さらには、1分子中
に、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより
望ましい。前述の粗化面を形成することができるばかり
でなく、耐熱性等にも優れているため、ヒートサイクル
条件下においても、金属層に応力の集中が発生せず、金
属層の剥離などが起きにくいからである。
【0065】上記エポキシ樹脂としては、例えば、クレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型
エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールF型エポキシ
樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエ
ン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基
を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、
トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂
等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種
以上を併用してもよい。それにより、耐熱性等に優れる
ものとなる。
【0066】本発明で用いる樹脂フィルムにおいて、上
記可溶性粒子は、上記難溶性樹脂中にほぼ均一に分散さ
れていることが望ましい。均一な粗さの凹凸を有する粗
化面を形成することができ、樹脂フィルムにビアやスル
ーホールを形成しても、その上に形成する導体回路の金
属層の密着性を確保することができるからである。ま
た、粗化面を形成する表層部だけに可溶性粒子を含有す
る樹脂フィルムを用いてもよい。それによって、樹脂フ
ィルムの表層部以外は酸または酸化剤にさらされること
がないため、層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁
性が確実に保たれる。
【0067】上記樹脂フィルムにおいて、難溶性樹脂中
に分散している可溶性粒子の配合量は、樹脂フィルムに
対して、3〜40重量%が望ましい。可溶性粒子の配合
量が3重量%未満では、所望の凹凸を有する粗化面を形
成することができない場合があり、40重量%を超える
と、酸または酸化剤を用いて可溶性粒子を溶解した際
に、樹脂フィルムの深部まで溶解してしまい、樹脂フィ
ルムからなる層間樹脂絶縁層を介した導体回路間の絶縁
性を維持できず、短絡の原因となる場合がある。
【0068】上記樹脂フィルムは、上記可溶性粒子、上
記難溶性樹脂以外に、硬化剤、その他の成分等を含有し
ていることが望ましい。上記硬化剤としては、例えば、
イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、グアニジン系
硬化剤、これらの硬化剤のエポキシアダクトやこれらの
硬化剤をマイクロカプセル化したもの、トリフェニルホ
スフィン、テトラフェニルホスフォニウム・テトラフェ
ニルボレート等の有機ホスフィン系化合物等が挙げられ
る。
【0069】上記硬化剤の含有量は、樹脂フィルムに対
して0.05〜10重量%であることが望ましい。0.
05重量%未満では、樹脂フィルムの硬化が不十分であ
るため、酸や酸化剤が樹脂フィルムに侵入する度合いが
大きくなり、樹脂フィルムの絶縁性が損なわれることが
ある。一方、10重量%を超えると、過剰な硬化剤成分
が樹脂の組成を変性させることがあり、信頼性の低下を
招いたりしてしまうことがある。
【0070】上記その他の成分としては、例えば、粗化
面の形成に影響しない無機化合物あるいは樹脂等のフィ
ラーが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、
シリカ、アルミナ、ドロマイト等が挙げられ、上記樹脂
としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、メラ
ニン樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。これらの
フィラーを含有させることによって、熱膨脹係数の整合
や耐熱性、耐薬品性の向上などを図りプリント配線板の
性能を向上させることができる。
【0071】また、上記樹脂フィルムは、溶剤を含有し
ていてもよい。上記溶剤としては、例えば、アセトン、
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテートやトル
エン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。こ
れらは単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよ
い。
【0072】引き続き、本発明の第2実施例に係るプリ
ント配線板110について、図15を参照して説明す
る。上述した第1実施例では、半田パッド73が導体回
路158、ビア160の上に形成されたスズ層74から
構成された。これに対して、第2実施例では、半田パッ
ド73が、導体回路158、ビア160の上に形成され
た金層174から構成される。この第2実施例では、貴
金属を用いて導体回路158、ビア160を被覆するた
め、半田パッド73の耐食性に優れる。また、スズより
も抵抗の低い金を用いるため、第1実施例と比較して更
に高周波数特性を高めることができる。
【0073】ここで、金層174の厚みは0.01〜3
μmであることが望ましい。0.01μm未満では、導
体回路158、ビア160を完全に被覆できない部分が
でき、強度、耐食性に問題を起こす。反対に、3μmを
越えると、耐食性の向上がなく、電子特性の劣化もある
し、膜内での剥がれが起きる。高価になりすぎるため経
済性を損なう。望ましいのは0.05〜2μmである。
更に望ましいのは0.1〜1μmの範囲である。その間
であれば、厚みにばらつきを生じたとしても、不具合の
生じないレベルに収まる。
【0074】次に、本発明の第2実施例に係るプリント
配線板の製造方法に用いるA.層間樹脂絶縁層用樹脂フ
ィルム、B.樹脂充填剤について説明する。
【0075】A.層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量46
9、油化シェルエポキシ社製エピコート1001)30
重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキ
シ当量215、大日本インキ化学工業社製 エピクロン
N−673)40重量部、トリアジン構造含有フェノー
ルノボラック樹脂(フェノール性水酸基当量120、大
日本インキ化学工業社製 フェノライトKA−705
2)30重量部をエチルジグリコールアセテート20重
量部、ソルベントナフサ20重量部に攪拌しながら加熱
溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム
(ナガセ化成工業社製 デナレックスR−45EPT)
15重量部と2−フェニル−4、5−ビス(ヒドロキシ
メチル)イミダゾール粉砕品1.5重量部、微粉砕シリ
カ2重量部、シリコン系消泡剤0.5重量部を添加しエ
ポキシ樹脂組成物を調製する。得られたエポキシ樹脂組
成物を厚さ38μmのPETフィルム上に乾燥後の厚さ
が50μmとなるようにロールコーターを用いて塗布し
た後、80〜120℃で10分間乾燥させることによ
り、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製する。
【0076】B.樹脂充填剤の調製 ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル社
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
径が1.6μmで、最大粒子の直径が15μm以下のS
iO2 球状粒子(アドテック社製、CRS 1101−
CE)170重量部およびレベリング剤(サンノプコ社
製 ペレノールS4)1.5重量部を容器にとり、攪拌
混合することにより、その粘度が23±1℃で45〜4
9Pa・sの樹脂充填剤を調製する。なお、硬化剤とし
て、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、2E4MZ−
CN)6.5重量部を用いる。
【0077】続いて、図15を参照して上述したプリン
ト配線板の製造方法について、図10〜図14を参照し
て説明する。
【0078】(1)厚さ0.8mm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18μmの銅箔32がラミネートさ
れている銅張積層板30Aを出発材料とする(図10
(A)参照)。まず、この銅貼積層板30A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30の両面に下層導体回路34
とスルーホール36を形成する(図10(B)参照)。
【0079】(2)スルーホール36および下層導体回
路34を形成した基板30を水洗いし、乾燥した後、N
aOH(10g/l)、NaClO2 (40g/l)、
Na3PO4 (6g/l)を含む水溶液を黒化浴(酸化
浴)とする黒化処理、および、NaOH(10g/
l)、NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴と
する還元処理を行い、スルーホール36を含む下層導体
回路34の全表面に粗化面34αを形成する(図10
(C)参照)。
【0080】(3)上記Bに記載した樹脂充填剤を調製
した後、下記の方法により調製後24時間以内に、スル
ーホール36内、および、基板30の片面の下層導体回
路34非形成部に樹脂充填剤40の層を形成する(図1
0(D)参照)。すなわち、まず、スキージを用いてス
ルーホール36内に樹脂充填剤40を押し込んだ後、1
00℃、20分の条件で乾燥させる。次に、下層導体回
路34非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板
30上に載置し、スキージを用いて凹部となっている下
層導体回路34非形成部に樹脂充填剤40の層を形成
し、100℃、20分の条件で乾燥させる。その後、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、下層導体回路
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40が残らないように研磨し、次いで、上記ベ
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
行う。このような一連の研磨を基板30の他方の面につ
いても同様に行う。次いで、100℃で1時間、150
℃で1時間の加熱処理を行って樹脂充填剤40を硬化さ
せる(図11(A)参照)。
【0081】(4)上記基板30を水洗、酸性脱脂した
後、エッチング液を基板30の両面にスプレイで吹きつ
けて、下層導体回路34の表面とスルーホール36のラ
ンド36a表面とをライトエッチングすることにより、
下層導体回路34の全表面に粗化面34βを形成する
(図11(B)参照)。エッチング液としては、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
ク社製、メックエッチボンド)を使用する。
【0082】(5)基板30の両面に、Aで作製した基
板30より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム
を基板30上に載置し、圧力4kgf/cm2 、温度8
0℃、圧着時間10秒の条件で仮圧着して裁断した後、
さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用い
て貼り付けることにより層間樹脂絶縁層50を形成する
(図11(C)参照)。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹
脂フィルムを基板30上に、真空度0.5Torr、圧
力4kgf/cm2 、温度80℃、圧着時間60秒の条
件で本圧着し、その後、170℃で30分間熱硬化させ
る。
【0083】(6)次に、通孔49aの形成されたマス
ク49を載置し、炭酸ガスレーザにより層間樹脂絶縁層
50にビア用開口51を形成する(図11(D)参
照)。レーザの代わりに露光・現像処理によっても開口
51を形成し得る。
【0084】(7)ビア用開口51を形成した基板30
を、60g/lの過マンガン酸を含む80℃の溶液に1
0分間浸漬し、層間樹脂絶縁層50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、ビア用開口
51の内壁を含む層間樹脂絶縁層50の表面に粗化面5
0αを形成する(図12(A)参照)。
【0085】(8)次に、上記処理を終えた基板30
を、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いす
る。さらに、粗面化処理(粗化深さ3μm)した該基板
30の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、
層間樹脂絶縁層50の表面および大きなビア用開口51
の内壁面に触媒核を付着させる。
【0086】(9)次に、以下の組成の無電解銅めっき
水溶液中に基板30を浸漬して、粗化面50α全体に厚
さ0.6〜3.0μmの無電解銅めっき膜53を形成す
る(図12(B)参照)。 〔無電解めっき水溶液〕 NiSO4 0.003 mol/l 酒石酸 0.200 mol/l 硫酸銅 0.030 mol/l HCHO 0.050 mol/l NaOH 0.100 mol/l α、α′−ビピリジル 40 mg/l ポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l 〔無電解めっき条件〕 35℃の液温度で40分
【0087】(10)次いで、基板30に所定パターン
のレジスト54を形成した後、以下の条件で電解めっき
を施して、電解めっき膜56を形成する(図12(C)
参照)。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸 2.24 mol/l 硫酸銅 0.26 mol/l 添加剤 19.5 ml/l (アトテックジャパン社製、カパラシドHL) 〔電解めっき条件〕 電流密度 1 A/dm2 時間 65 分 温度 22±2 ℃
【0088】(11)その後、レジスト54を剥離後、
レジスト54下の無電解めっき膜53をエッチングで除
くことにより、無電解めっき膜53と電解めっき膜56
とからなる導体回路58及びビア60を形成する(図1
2(D)参照)。その後、エッチング液を基板30の両
面に吹きつけ、導体回路58、ビア60の表面をエッチ
ングすることにより、表面に粗化層58αを形成する
(図13(A)参照)。
【0089】(12)上記(5)〜(11)工程を繰り
返し、層間樹脂絶縁層150、導体回路158及びビア
160を形成する。そして、エッチング液を基板の両面
にスプレイで吹きつけて、導体回路158、ビア160
の表面をエッチングすることにより、全表面に粗化層1
58αを形成する(図13(B)参照)。エッチング液
として、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重量部およびイオン
交換水78重量部を混合したものを使用する。
【0090】(13)次に、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるよ
うに溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬社製)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)46.67
重量部、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(油化シェル社製、商
品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾール
硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)
1.6重量部、感光性モノマーである2官能アクリルモ
ノマー(共栄化学社製、商品名:R604)4.5重量
部、同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品
名:DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノ
プコ社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器に
とり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組
成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン(関東
化学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケ
トン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を2
5℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成
物(有機樹脂絶縁材料)を得る。なお、粘度測定は、B
型粘度計(東京計器社製、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。
【0091】(14)次に、多層配線基板の両面に、
(13)で調製したソルダーレジスト組成物を20μm
の厚さで塗布する。その後、70℃で20分間、70℃
で30分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジ
スト開口部のパターンが描画された厚さ5mmのフォト
マスクをソルダーレジスト組成物に密着させて1000
mJ/cm2の紫外線で露光し、DMTG溶液で現像処
理し、開口71を形成する。そして、さらに、80℃で
1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150
℃で3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダー
レジスト組成物を硬化させ、開口71を有する、厚さ2
0μmのソルダーレジスト層70を形成する(図13
(C)参照)。上記ソルダーレジスト組成物としては、
市販のソルダーレジスト組成物を使用することもでき
る。
【0092】(15)次に、ソルダーレジスト層(有機
樹脂絶縁層)70を形成した基板をアルカリ脱脂により
脱脂する。ここで、アルカリ脱脂を用いるが、中性脱
脂、酸性脱脂を行うことも可能である。
【0093】(16)ソルダーレジスト層70を形成し
た基板を、硫酸−過酸化水素水、塩化第二銅、塩化第二
鉄のいずれかのエッチング液に浸漬し、導体回路15
8、ビア160の表層を削る(図14(A)参照)。
【0094】(17)ソルダーレジスト層70を形成し
た基板を、硫酸、塩酸等の酸に浸漬し、導体回路15
8、ビア160の表面電位を調整すると共に、酸化膜を
削る(図14(B)参照)。
【0095】(18)基板を、下記組成の金置換めっき
液に浸漬し、ソルダーレジストから開口71を介して露
出した導体回路158、ビア160の表面に厚み0.0
3〜0.05μmの金層174を形成することで、半田
パッド73を形成する(図14(C)参照)。第2実施
例では、金置換めっき液にシアン化金を用いる。半田形
成部、外部端子形成部とも金属層を形成した。 金置換めっき液 シアン化カリウム 6g/l テトラヒドロホウ酸 40ml/l 温度 70℃ 浸漬時間 3分
【0096】(18)この後、ソルダーレジスト層70
の開口部71に、Sn/Pb、Sn/Sb、Sn/A
g、Sn/Ag/Cu、Sn/Cuのいずれかの共晶金
属からなるはんだペーストを印刷して、200〜250
℃でリフローすることにより、図9を参照して上述した
第1実施例と同様にBGA76U、76Dを形成する。
これにより、BGA76U、76Dを有するプリント配
線板210を得ることができる(図15参照)。
【0097】第2実施例では、金属層174を構成する
貴金属は、軟質金であるため、ニッケルを介在させるこ
となく、銅に拡散することなく導体回路158、ビア1
60上に単層の金膜174を形成することができる。即
ち、従来技術では、金として、金線へのワイヤーボンデ
ィングを行い得る硬質金が、半田パッドによって接続を
取る際にも引き続き用いられていた。硬質金は、無電解
めっきで、銅からなる導体回路中に拡散するために、ニ
ッケル層を介在させねば被膜を形成できなかった。これ
に対して、第2実施例では、銅からなる導体回路15
8、ビア160上に直接形成することができる。なおこ
こでは、金を用いたが、白金、パラジウムを用いること
も可能である。
【0098】引き続き、本発明の第3実施例に係るプリ
ント配線板210について、図16を参照して説明す
る。上述した第1実施例では、半田パッド73が導体回
路158、ビア160の上に形成されたスズ層74から
構成された。これに対して、第3実施例では、半田パッ
ド73が、導体回路158、ビア160の上に形成され
た銀層274から構成される。第3実施例では、貴金属
を用いて導体回路158、ビア160を被覆するため、
半田パッド73の耐食性に優れる。また、最も抵抗の低
い銀を用いるため、第1、第2実施例と比較して更に高
周波数特性を高めることができる。
【0099】引き続き、第3実施例のプリント配線板の
製造工程について説明する。この第3実施例の製造工程
(1)〜(17)は、図10〜図14を参照して上述し
た第2実施例と同様であるため、工程(18)から説明
を行う。
【0100】(18)基板を、下記組成の銀置換めっき
液に浸漬し、ソルダーレジストから開口71を介して露
出した導体回路158、ビア160の表面に厚み0.0
7〜0.11μmの銀層274を配設して、半田パッド
73を形成する(図16参照)。第3実施例では、銀置
換めっき液に硝酸銀を用いる。半田形成部、外部端子部
の両方銀層で形成した。 銀置換めっき液 硝酸銀 8g/l アンモニウム化合物 30ml/l 亜硝酸ナトリウム・5水和物 60ml/l 温度 70℃ 浸漬時間 5分
【0101】(19)この後、ソルダーレジスト層70
の表面に付着した銀を洗い流す処理を施す。
【0102】(20)この後、ソルダーレジスト層70
の開口部71に、Sn/Pb、Sn/Ag、Sn/Ag
/Cu、Sn/Cuのいずれかの共晶金属からなるはん
だペーストを印刷して、200〜250℃でリフローす
ることにより、図9を参照して上述した第1実施例と同
様にBGA76U、76Dを形成する。(図16参
照)。開口径は100〜600μmである。
【0103】また、第3実施例では、BGA76U、7
6Dを構成する半田は、Sn/Ag、Sn/Ag/Cu
のいずれかの共晶金属であり、銀が含まれるため、銀層
274を備える半田パッド73との密着性が高い。第3
実施例では、鉛を用いない半田(Sn/Ag、Sn/A
g/Cu、Sn/Cu)との相性がよく、これら半田を
好適に用いることができる。
【0104】なお、上述した第1〜第3実施例では、半
田パッドの金属層を置換めっきにより形成したが、触媒
を介在させて無電解めっきで形成することもできる。但
し、無電解めっきは、廉価である反面、触媒が付与され
ていないと未反応となり易く、また、膜厚の制御が困難
である。なお、BGAは、半田ボールにより構成するこ
とも、半田以外の金属ボールと半田とにより構成するこ
ともできる。
【0105】比較例として、第1実施例とほぼ同じであ
る露出した導体回路の金属パッドととして、ニッケル層
(厚み5μm)を形成した上に金層(厚み0.03μ
m)を形成した。
【0106】第1実施例、第2実施例、第3実施例、比
較例をそれぞれ信頼性試験の前後でBGAの引っ張り強
度を測定して、ダミーICを実装して電源の電圧降下量
を測定した結果を比較して図19に図表として示す。ま
た、図18(A)に、金における厚みと強度の相関図を
示す。0.03μmぐらいから強度が9.8N/pinに近
づき、3μmを越えると膜内での剥がれを引き起こし、
強度劣化が始まる。その他の金属(銀、スズ、白金、パ
ラジウム)も同様の傾向が見られた。
【0107】引張強度は、BGAの直接先端部分を挟み
込み、鉛直方向に引っ張り、破断したときの強度を測定
した。その結果、実施例においては、半田の組成に関わ
らず、引張強度、動作試験およびそのときの電圧降下量
においても問題が確認されなかった。それに、電圧降下
量も誤動作が起こり得る数値である0.1(V)以上の
降下がなかったので誤動作が発生しなかったものと判断
している。また、信頼性試験を行った後の引張強度の降
下量も2−3%であったために、その強度という点でも
問題がなかった。これに対して、比較例においては、引
張強度が実施例に比べて低くなり、信頼性試験後の低下
量も12%程度であった。BGAと半田パッドの密着強
度という点で問題があった。電圧降下量も0.1(V)
を越えることがあり、誤動作を誘発することもあった。
【0108】
【発明の効果】本発明では上述したように、導体回路上
に単層の金属層を施して半田パッドを形成するため、2
層の金属層を形成する従来技術のプリント配線板より
も、信号の伝搬速度を高めることができる。また、ニッ
ケル層がないため、製造コストを低減でき、電気特性を
高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明の
第1実施例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図2】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明の
第1実施例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図3】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明の
第1実施例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図4】(A)、(B)、(C)は、本発明の第1実施
例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図5】(A)、(B)、(C)は、本発明の第1実施
例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図6】本発明の第1実施例に係るプリント配線板の断
面図である。
【図7】本発明の第1実施例に係るプリント配線板にI
Cチップを搭載し、ドータボードに取り付けた状態を示
す断面図である。
【図8】(A)、(B)、(C)は、プリント配線板の
半田パッド部分を拡大して示す断面図である。
【図9】第1実施例のプリント配線板の平面図である。
【図10】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明
の第2実施例に係るプリント配線板の製造工程図であ
る。
【図11】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明
の第2実施例に係るプリント配線板の製造工程図であ
る。
【図12】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明
の第2実施例に係るプリント配線板の製造工程図であ
る。
【図13】(A)、(B)、(C)は、本発明の第2実
施例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図14】(A)、(B)、(C)は、本発明の第2実
施例に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図15】本発明の第2実施例に係るプリント配線板の
断面図である。
【図16】本発明の第3実施例に係るプリント配線板の
断面図である。
【図17】従来技術に係るプリント配線板の半田パッド
部分の断面図である。
【図18】(A)は引張強度を示すグラフであり、
(B)は電圧降下を示すグラフである。
【図19】実施例と比較例との引張強度、電圧降下量を
比較した図表である。
【符号の説明】 30 コア基板 34 下層導体回路 36 スルーホール 40 樹脂充填剤 50 層間樹脂絶縁層 58 導体回路 60 ビア 70 ソルダーレジスト層 71 開口部 73 半田パッド 74 スズ層(金属層) 76U、76D 半田バンプ 80A、80B ビルドアップ配線層 90 ICチップ 92 半田パッド 94 ドータボード 95 半田パッド 96 導電性接続ピン 150 層間樹脂絶縁層 158 導体回路 158α 粗化層 160 ビア 174 金層(金属層) 274 銀層(金属層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E319 AA03 AC02 AC17 BB04 BB07 BB08 CC33 CD26 GG15 5E343 AA02 AA12 AA17 BB09 BB16 BB23 BB24 BB25 BB48 BB49 CC34 CC45 CC47 CC48 CC62 DD33 DD43 EE37 EE52 GG11 GG13

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機樹脂絶縁層の一部を開口し露出させ
    た導体回路上に、BGA(ボールグリッドアレー)の配
    設されたプリント配線板において、前記露出した導体回
    路上に、スズ、又は、貴金属の単層の金属層を施し、前
    記BGAを配設したことを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】 前記貴金属は、金、銀、白金、パラジウ
    ムのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の
    プリント配線板。
  3. 【請求項3】 前記金属層の厚みは0.01〜3μmで
    あることを特徴とする請求項1又は請求項2のプリント
    配線板。
  4. 【請求項4】 前記導体回路の表面には、粗化層が形成
    されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
    のプリント配線板。
  5. 【請求項5】 前記BGAを構成する半田は、Sn/P
    b、Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cuのいず
    れかの共晶金属であることを特徴とする請求項1〜4の
    いずれか1のプリント配線板。
  6. 【請求項6】 前記BGAを構成する半田は、Sn/P
    b、Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cuのいず
    れかの共晶金属であり、前記金属層がスズであることを
    特徴とする請求項1のプリント配線板。
  7. 【請求項7】 前記BGAを構成する半田は、Sn/A
    g、Sn/Sb、Sn/Ag/Cuのいずれかの共晶金
    属であり、前記金属層が銀であることを特徴とする請求
    項1のプリント配線板。
  8. 【請求項8】 前記BGAを構成する半田は、Sn/P
    b、Sn/Sb、Sn/Ag、Sn/Ag/Cuのいず
    れかの共晶金属であり、前記金属層が金であることを特
    徴とする請求項1のプリント配線板。
  9. 【請求項9】 少なくとも(a)〜(c)工程を経るこ
    とにより、有機樹脂絶縁層の一部を開口して露出した銅
    を主としてなる導体回路上に、単層の金属層を施し、半
    田バンプから成るから成るBGA(ボールグリッドアレ
    ー)を形成するプリント配線板の製造方法: (a)前記導体回路が有機樹脂絶縁層から露出したプリ
    ント配線板を、硫酸−過酸化水素水、塩化第二銅、塩化
    第二鉄のいずれかのエッチング液に浸漬する工程、
    (b)酸による活性化工程、(c)すず、又は、貴金属
    の置換めっきにより前記単層の金属層を前記導体回路上
    に施す工程。
  10. 【請求項10】 前記金属層を構成する貴金属は、軟質
    金であることを特徴とする請求項9のプリント配線板の
    製造方法。
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