【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基板の表面に電子部品の電極が半田を介して接続される半田接合パッドを形成して成る配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板として、例えばガラス−エポキシ樹脂等の有機材料系の絶縁層と銅箔等の銅から成る配線導体とを交互に複数層積層して成る絶縁基板上に、電子部品の電極が半田を介して電気的に接続される銅めっき層から成る半田接合パッドを形成した配線基板が知られている。この配線基板においては、半田接合パッドに電子部品の電極を半田を介して接続する際に絶縁基板を熱から保護するとともに半田接合パッド同士の電気的な短絡を防止するためにエポキシ樹脂等の耐熱樹脂から成る耐半田樹脂層を絶縁基板上に半田接合パッドの外周部を覆うようにして被着させている。なお、半田接合パッドは、耐半田樹脂層との密着を強固なものとするために、耐半田樹脂層により被覆された外周部表面に黒化処理により黒化膜が形成されており、さらに、その酸化腐食を防止するとともに半田接合パッドと電子部品の電極との半田を介した電気的接続を良好かつ強固なものとする目的で、半田接合パッドの露出する表面には通常、無電解ニッケルめっき層および無電解金めっき層が順次被着されている。
【０００３】
このような配線基板は、先ず有機材料系の絶縁層と銅から成る配線導体とを積層した絶縁基板上に直径が２５０〜６００μｍの銅めっき層から成る半田接合パッドを形成し、次に絶縁基板上に形成した半田接合パッドの露出表面の全面に黒化処理を施して黒化膜を形成し、次に絶縁基板上および半田接合パッド上に半田接合パッドの外周部を覆うとともに中央部を露出させる耐半田樹脂層を形成した後、半田接合パッドの露出した中央部表面の黒化膜を酸洗浄やマイクロエッチングによる化学研磨にて除去し、最後に黒化膜が除去された半田接合パッドの露出表面に無電解ニッケルめっき層および無電解金めっき層を順次被着させることにより製造されている。なお、無電解ニッケルめっき層上に被着された無電解金めっき層は、電子部品の電極と半田接合パッドとを半田を介して接続する際に半田中に拡散して消滅する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１０９３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、環境への配慮から、電子部品の電極と配線基板の半田接合パッドとを接続する半田として鉛を含まない鉛フリー半田が使用されるようになってきている。このような鉛フリー半田は、従来の鉛を含んだ半田よりもその融点が一般的に１０〜２０℃程度高く、そのためこの鉛フリー半田を使用して電子部品の電極と配線基板の半田接合パッドとを接続する場合、従来よりも１０〜２０℃程度高い温度で半田を溶融させる必要がある。そして、このように高い温度を配線基板に印加すると、無電解ニッケルめっき層はその結晶が疎であるため半田接合パッド上に被着された無電解ニッケルめっき層と半田との界面に脆弱な金属間化合物が多量に形成され、そのため電子部品の電極を半田接合パッドに接続する半田に熱や外力による応力が印加されると、半田がめっき金属層との間で剥離しやすくなり、その結果、電子部品の電極と半田接合パッドとを半田を介して強固に接続することができなくなってしまうという問題点を有していた。そこで、半田接合パッド上に被着させるめっき金属層を緻密な電解ニッケルめっき層およびその上に被着させた電解金めっき層とすることで半田接合パッドに被着されたニッケルめっき層と半田との間に脆弱な金属間化合物が形成されにくくすることが考えられる。しかしながら、電気的に独立した各半田接合パッドに電解ニッケルめっき層および電解金めっき層を被着させるには、各半田接合パッドに電荷を供給するためのめっき導通用の配線を接続させる必要があり、そのようなめっき導通用の配線により半田接合パッドに不要な静電容量やインダクタンスが形成されてしまい、特に高周波で作動する電子部品を搭載する場合にはそのような不要な静電容量やインダクタンスにより電子部品を正常に作動させることができなくなってしまうという問題点を誘発してしまう。
【０００６】
また、従来の配線基板では、黒化処理された半田接合パッドの耐半田樹脂層から露出した中央部の黒化膜を除去する際に、半田接合パッドの中央部に黒化処理の残渣が残りやすく、そのような残渣が残ると、黒化膜が除去された半田接合パッドの中央部とその上の無電解ニッケルめっき層との間に半田接合パッドの中央部に残る黒化処理の残渣に起因して剥離が発生しやすいという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、電解ニッケルめっき層および電解金めっき層が被着された半田接合パッドの中央部に黒化処理の残渣を発生させることがないとともに半田接合パッドの表面に電解めっきによる緻密なめっき金属層をめっき導通用の配線を残すことなく良好に被着して、電子部品の電極を半田接合パッドに半田を介して強固に接続することができるとともに電子部品を正常に作動させることが可能な配線基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、内部および／または表面に配線導体を有し、上面に半田接合パッドが形成される絶縁基板を準備し、次にその絶縁基板の上面に無電解銅めっき層を被着させ、次にその無電解銅めっき層上に半田接合パッドが形成される部位の無電解銅めっき層を露出させる開口部を有するめっきレジスト層を被着させ、次にめっきレジスト層の開口部内に露出した無電解銅めっき層の上に電解銅めっき層と電解ニッケルめっき層とを順次被着させ、次にめっきレジスト層を剥離した後、電解銅めっき層および電解ニッケルめっき層から露出する部位の無電解銅めっき層をエッチング除去して絶縁基板上に無電解銅めっき層とその上の電解銅めっき層とから成り、その上面に電解ニッケルめっき層が被着された半田接合パッドを形成し、次に電解ニッケルめっき層が被着された半田接合パッド上にその中央部を覆うとともにその外周部を露出させるエッチングレジスト層を被着させ、次にエッチングレジスト層から露出した電解ニッケルめっき層をエッチング除去して半田接合パッドの外周部の電解銅めっき層を露出させ、次に露出した電解銅めっき層の表面を黒化処理した後にエッチングレジスト層を剥離するか、あるいはエッチングレジスト層を剥離した後に露出した電解銅めっき層の表面を黒化処理し、次に絶縁基板の上面に、半田接合パッドの外周部を覆うとともに半田接合パッドの中央部を露出させる耐半田樹脂層し、次に耐半田樹脂層から露出する半田接合パッド上の電解ニッケルめっき層上に無電解金めっき層を被着することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板の製造方法によれば、内部および／または表面に配線導体を有し、上面に半田接合パッドが形成される絶縁基板を準備し、次にその絶縁基板の上面に無電解銅めっき層を被着させ、次にその無電解銅めっき層上に半田接合パッドが形成される部位の無電解銅めっき層を露出させる開口部を有するめっきレジスト層を被着させ、次にめっきレジスト層の開口部内に露出した無電解銅めっき層の上に電解銅めっき層と電解ニッケルめっき層とを順次被着させ、次にめっきレジスト層を剥離した後、電解銅めっき層および電解ニッケルめっき層から露出する部位の無電解銅めっき層をエッチング除去して絶縁基板上に無電解銅めっき層とその上の電解銅めっき層とから成り、その上面に電解ニッケルめっき層が被着された半田接合パッドを形成し、次に電解ニッケルめっき層が被着された半田接合パッド上にその中央部を覆うとともにその外周部を露出させるエッチングレジスト層を被着させ、次にエッチングレジスト層から露出した電解ニッケルめっき層をエッチング除去して半田接合パッドの外周部の電解銅めっき層を露出させ、次に露出した電解銅めっき層の表面を黒化処理した後にエッチングレジスト層を剥離するか、あるいはエッチングレジスト層を剥離した後に露出した電解銅めっき層の表面を黒化処理し、次に絶縁基板の上面に、半田接合パッドの外周部を覆うとともに半田接合パッドの中央部を露出させる耐半田樹脂層し、次に耐半田樹脂層から露出する半田接合パッド上の電解ニッケルめっき層上に無電解金めっき層を被着することから、電解ニッケルめっき層および無電解金めっき層が被着された半田接合パッドの中央部に黒化処理の残渣を発生させることがないとともに、半田接合パッドに接続されためっき導通用の配線を残すことなく耐半田樹脂層から露出する表面に緻密な電解ニッケルめっき層および無電解金めっき層を被着させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の配線基板の製造方法を添付の図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の製造方法により製造される配線基板の実施の形態の一例を示す要部断面図であり、図中、１は絶縁基板、２は配線導体、３は半田接合パッド、４は耐半田樹脂層であり、主としてこれらで本発明による配線基板が構成されている。
【００１１】
絶縁基板１は、例えばガラス繊維を縦横に編んで形成されたガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板１ａ上にエポキシ樹脂や変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成る絶縁層１ｂを積層して成り、その内部や表面には銅箔や銅めっき層等の銅から成る複数の配線導体２が配設されている。
【００１２】
また、絶縁基板１の表面には、配線導体２に電気的に接続された銅めっき層から成る複数の半田接合パッド３が形成されており、この半田接合パッド３には図示しない電子部品の電極が半田を介して電気的に接続される。
【００１３】
なお、半田接合パッド３の露出する上面には半田接合パッド３の酸化腐蝕を防止するとともに半田接合パッド３と半田との接合を良好とするために電解ニッケルめっき層５と無電解金めっき層６とが順次被着されている。そして半田接合パッド３に半田を溶着させると無電解金めっき層６は半田中に拡散して消滅するとともに電解ニッケルめっき層５と半田とが接合する。このとき、半田接合パッド３の上面に被着された電解ニッケルめっき層５はその結晶が緻密であることから、電解ニッケルめっき層５と半田との間に脆弱な金属間化合物が多量に形成されにくく、そのため電子部品の電極を半田接合パッド３に半田を介して強固に接続することができる。
【００１４】
さらに、絶縁基板１および半田接合パッド３上には、半田接合パッド３の外周部を覆うとともに中央部を露出させるエポキシ樹脂等の耐熱樹脂から成る耐半田樹脂層４が被着されている。耐半田樹脂層４は、半田接合パッド３に電子部品の電極を半田を介して接続する際に、その熱から絶縁基板１を保護するとともに半田接合パッド３同士が半田を介して電気的に短絡するのを防止するためのダムとして機能する。
【００１５】
また、耐半田樹脂層４で覆われた半田接合パッド３の表面には黒化処理により黒化膜７が形成されており、この黒化膜７により半田接合パッド３と耐半田樹脂層４との密着が強固なものとなっている。
【００１６】
なお、ここで黒化処理とは、銅から成る半田接合パッド３の表面をアルカリ性酸化処理液により酸化して亜酸化銅および酸化銅により構成される針状結晶を生成させ、この針状結晶に基づく微細な凹凸を生じさせる表面粗化処理を意味する。
また、処理後に表面が黒くなることからこの表面粗化処理を黒化処理と呼び、表面の黒く変色した層を黒化膜と呼んでいる。
【００１７】
次に、上述した配線基板を本発明により製造する方法を図２に基づいて詳細に説明する。図２（ａ）〜（ｋ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための各工程毎の要部断面図である。
【００１８】
まず、図２（ａ）に示すように、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板１ａ上にエポキシ樹脂や変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成る絶縁層１ｂを積層して成るとともに内部および／または表面に銅箔や銅めっき層から成る配線導体２を有する絶縁基板１を準備する。絶縁板１ａは、ガラス繊維を縦横に織り込んだガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて硬化させることにより形成され、絶縁層１ｂは、未硬化のエポキシ樹脂や変性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成る厚みが１０〜７０μｍの樹脂シートを絶縁板１ａの上面に貼着するとともにその樹脂シートにレーザ加工により配線導体２を露出させる開口部１ｃを形成した後、上下から加圧しながら加熱して熱硬化させることにより絶縁板１ａ上に積層される。また、配線導体２は絶縁板１ａの上面に予め銅箔を貼着しておくとともにその銅箔を所定のパターンにエッチング加工することにより形成される。
【００１９】
次に図２（ｂ）に示すように、開口部１ｃ内の配線導体２上を含む絶縁基板１の上面の全面に厚みが１〜２μｍ程度の無電解銅めっき層３ａを被着させる。絶縁基板１の上面の全面に無電解銅めっき層３ａを被着させるには、まず、絶縁層１ｂの表面を約５０℃の過マンガン酸塩類水溶液等の粗化液に浸漬することにより粗化し、次に、絶縁層１ｂの表面が粗化された絶縁基板１の上面を約３０℃の無電解めっき用のパラジウム触媒水溶液中に浸漬して絶縁層１ｂの表面および開口部１ｃ内の配線導体２上にパラジウム触媒を付着させ、次にその絶縁基板１の上面を硫酸銅、ロッセル塩、ホルマリン、ＥＤＴＡナトリウム塩、安定剤等を含有する無電解銅めっき液に浸漬して絶縁層１ｂの表面および開口部１ｃ内の配線導体２上に１〜２ｍ程度の厚みの無電解銅めっき層３ａを析出させる方法が採用される。
【００２０】
次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁基板１の上面に被着させた無電解銅めっき層３ａ上に、半田接合パッド３が形成される部位を露出させる開口部１１ａを有するめっきレジスト層１１を被着させる。めっきレジスト層１１は、例えば厚みが１０〜５０μｍ程度の未硬化の紫外線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂を含有する感光性樹脂フィルムを無電解銅めっき層３ａが被着された絶縁基板１上に貼着するとともに、これをフォトリソグラフィー技術を採用して露光および現像することにより形成される。
【００２１】
次に、図２（ｄ）に示すように、めっきレジスト層１１の開口部１１ａから露出した無電解銅めっき層３ａ上に電解銅めっき層３ｂおよび電解ニッケルめっき層５を被着させる。電解銅めっき層３ｂを被着させるには、硫酸、硫酸銅５水和物、塩素、光沢剤等を含有する電解銅めっき液を用い、無電解銅めっき層３ａから数Ａ／ｄｍ２の電流を印加しながら電解銅めっきを施すことにより、５〜３０μｍ程度の厚みの電解銅めっき層３ｂを析出させる方法が採用される。また、電解ニッケルめっき層５を被着させるには、スルファミン浴やワット浴を用い、無電解銅めっき層３ａから数Ａ／ｄｍ２の電流を印加しながら電解ニッケルめっきを施すことにより１〜５μｍ程度の厚みの電解ニッケルめっき層５を析出させる方法が採用される。このとき、電解めっきは緻密な結晶のめっき層を形成することができるので、電解ニッケルめっき層５の結晶は緻密なものとなる。
【００２２】
次に、図２（ｅ）に示すように、めっきレジスト層１１を水酸化ナトリウム水溶液等の剥離液を用いて剥離した後、図２（ｆ）に示すように、電解ニッケルめっき層５をエッチングレジストして使用して電解銅めっき層３ｂおよび電解ニッケルめっき層５から露出する部位の無電解銅めっき層３ａを硫酸および過酸化水素水あるいは硫酸銅等の硫酸系水溶液によりエッチング除去することによって、絶縁基板１の上面に無電解銅めっき層３ａとその上の電解銅めっき層３ｂとから成り、その上面に電解ニッケルめっき層５が被着された半田接合パッド３を形成する。このとき、電解銅めっき層３ｂおよび電解ニッケルめっき層５から露出する部位の無電解銅めっき層３ａは除去されるので、めっき導通用の配線が残ることはなく、したがって半田接合パッド３に不要な静電容量やインダクタンスが形成されることはない。
【００２３】
次に、図２（ｇ）に示すように、上面に電解ニッケルめっき層５が被着された半田接合パッド３上にその中央部を覆うとともにその外周部を露出させるエッチングレジスト層１２を被着させる。エッチングレジスト層１２は、例えば厚みが１０〜５０μｍ程度の未硬化の紫外線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂を含有する感光性樹脂フィルムを、上面に電解ニッケルめっき層５が被着された半田接合パッド３を有する絶縁基板１上に貼着するとともに、これをフォトリソグラフィー技術を採用して露光および現像することにより形成される。
【００２４】
次に、図２（ｈ）に示すように、エッチングレジスト層１２から露出した電解ニッケルめっき層５をエッチング除去する。なお、エッチングレジスト層１２から露出した電解ニッケルめっき層５をエッチング除去するには、硝酸溶液から成るエッチング液を用いればよい。
【００２５】
次に、図２（ｉ）に示すように、エッチングレジスト層５から露出した無電解銅めっき層３ａおよび電解銅めっき層３ｂの表面を黒化処理して黒化膜７を形成する。黒化膜７を形成するには、絶縁基板１を水酸化ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、安定剤等から成る黒化処理液に数分間浸漬して半田接合パッド３の露出する無電解銅めっき層３ａおよび電解銅めっき層３ｂの表面に黒化膜７を形成する方法が採用される。このとき、黒化膜７は電解ニッケルめっき層５から露出する無電解銅めっき層３ａおよび電解銅めっき層３ｂの表面に選択的に形成されるので、電解ニッケルめっき層５が被着された半田接合パッド３の中央部に黒化処理の残渣が発生することはない。
【００２６】
次に、図２（ｊ）に示すように、絶縁基板１上に、半田接合パッド３の外周部を覆うとともに中央部を露出させる耐半田樹脂層４を被着形成する。なお、耐半田樹脂層４を被着形成するには、半田接合パッド３が形成された絶縁基板１の上面に例えばアクリル変性エポキシ樹脂等の感光性樹脂と光開始剤等とからなる混合物に３０〜７０質量％のシリカやタルク等の無機粉末フィラーを含有させた未硬化の耐半田樹脂を、スクリーン印刷やロールコート法により１０〜８０μｍ程度の厚みに塗布し、しかる後、半田接合パッド３の中央部を露出させる開口部を有するように露光、現像した後、それを紫外線硬化および熱硬化させる方法が採用される。このとき、半田接合パッド３の外周部には黒化膜７が形成されていることから、耐半田樹脂層４と半田接合パッド３とが強固に密着する。また、半田接合パッド３を構成する電解銅めっき層３ｂの上面に形成された段差により耐半田樹脂層４の樹脂が半田接合パッド３の中央部に流れ出すことが有効に防止される。
【００２７】
そして最後に、図２（ｋ）に示すように、耐半田樹脂層４から露出する半田接合パッド３上の電解ニッケルめっき層５上に無電解金めっき層６を被着させることによって本発明による配線基板が完成する。なお、無電解金めっき層６を被着させるには、シアン化金カリウム、クエン酸カリウム、エチレンジアミンテトラアセティクアシッド等を含有する無電解金めっき液中に浸漬することにより０．１〜１μｍ程度の厚みの無電解金めっき層６を被着させる方法が採用される。
【００２８】
このように、本発明の配線基板の製造方法によれば、電解ニッケルめっき層５および無電解金めっき層６が被着された半田接合パッド３の中央部に黒化処理の残渣を発生させることがないとともに、半田接合パッド３の表面に緻密な結晶の電解ニッケルめっき層５および無電解金めっき層６をめっき導通用の配線を残すことなく良好に被着して、電子部品の電極を半田を介して半田接合パッド３に強固に接続することができるとともに電子部品を正常に作動させることが可能な配線基板を提供することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上述の実施の形態の一例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更や改良を施すことは何ら差し支えない。例えば上述の実施の形態例では、エッチングレジスト層１２を剥離する前に露出する無電解銅めっき層３ａおよび電解銅めっき層３ｂの表面を黒化処理したが、エッチングレジスト層１２を剥離した後に露出する無電解銅めっき層３ａおよび電解銅めっき層３ｂの表面を黒化処理し、その後耐半田樹脂層４を形成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、内部および／または表面に配線導体を有し、上面に半田接合パッドが形成される絶縁基板を準備し、次にその絶縁基板の上面に無電解銅めっき層を被着させ、次にその無電解銅めっき層上に半田接合パッドが形成される部位の無電解銅めっき層を露出させる開口部を有するめっきレジスト層を被着させ、次にめっきレジスト層の開口部内に露出した無電解銅めっき層の上に電解銅めっき層と電解ニッケルめっき層とを順次被着させ、次にめっきレジスト層を剥離した後、電解銅めっき層および電解ニッケルめっき層から露出する部位の無電解銅めっき層をエッチング除去して絶縁基板上に無電解銅めっき層とその上の電解銅めっき層とから成り、その上面に電解ニッケルめっき層が被着された半田接合パッドを形成し、次に電解ニッケルめっき層が被着された半田接合パッド上にその中央部を覆うとともにその外周部を露出させるエッチングレジスト層を被着させ、次にエッチングレジスト層から露出した電解ニッケルめっき層をエッチング除去して半田接合パッドの外周部の電解銅めっき層を露出させ、次に露出した電解銅めっき層の表面を黒化処理した後にエッチングレジスト層を剥離するか、あるいはエッチングレジスト層を剥離した後に露出した電解銅めっき層の表面を黒化処理し、次に絶縁基板の上面に、半田接合パッドの外周部を覆うとともに半田接合パッドの中央部を露出させる耐半田樹脂層し、次に耐半田樹脂層から露出する半田接合パッド上の電解ニッケルめっき層上に無電解金めっき層を被着することから、電解ニッケルめっき層および無電解金めっき層が被着された半田接合パッドの中央部に黒化処理の残渣を発生させることがないとともに、半田接合パッドに接続されためっき導通用の配線を残すことなく耐半田樹脂層から露出する表面に緻密な電解ニッケルめっき層および無電解金めっき層を被着させることができる。したがって、電子部品の電極を半田接合パッドに半田を介して強固に接続することができるとともに電子部品を正常に作動させることが可能な配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により製造される配線基板の実施の形態の一例を示す要部断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｋ）は本発明の配線基板の製造方法を説明するための各工程毎の要部断面図である。
【符号の説明】
１・・・・絶縁基板
２・・・・配線導体
３・・・・半田接合パッド
３ａ・・・無電解銅めっき層
３ｂ・・・電解銅めっき層
４・・・・耐半田樹脂層
５・・・・電解ニッケルめっき層
６・・・・無電解金めっき層
７・・・・黒化膜
１１・・・めっきレジスト層
１２・・・エッチングレジスト層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board, wherein a solder joint pad to which an electrode of an electronic component is connected via solder is formed on a surface of an insulating substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a wiring board used for mounting electronic components such as semiconductor integrated circuit elements, a plurality of layers of an organic material based insulating layer such as glass-epoxy resin and a wiring conductor made of copper such as copper foil are alternately formed. 2. Description of the Related Art There is known a wiring board in which a solder joint pad made of a copper plating layer to which electrodes of an electronic component are electrically connected via solder is formed on a laminated insulating board. This wiring board protects the insulating board from heat when connecting the electrodes of the electronic components to the solder joint pads via solder, and also uses heat resistant epoxy resin or the like to prevent the electrical short circuit between the solder joint pads. A solder-resistant resin layer made of resin is applied on the insulating substrate so as to cover the outer peripheral portion of the solder bonding pad. The solder bonding pad has a blackened film formed by a blackening process on the outer peripheral surface covered with the solder-resistant resin layer in order to strengthen the adhesion with the solder-resistant resin layer. Electroless nickel plating is usually applied to the exposed surface of the solder bonding pad to prevent its oxidative corrosion and to make the electrical connection between the solder bonding pad and the electrode of the electronic component via solder good and strong. A layer and an electroless gold plating layer are sequentially applied.
[0003]
In such a wiring board, first, a solder bonding pad made of a copper plating layer having a diameter of 250 to 600 μm is formed on an insulating board in which an organic material-based insulating layer and a wiring conductor made of copper are laminated, and then the insulating board is formed. The entire surface of the exposed surface of the solder bonding pad formed above is subjected to a blackening process to form a blackened film, and then the outer peripheral portion of the solder bonding pad is exposed on the insulating substrate and the solder bonding pad, and the central portion is exposed. After forming a solder-resistant resin layer to be formed, the blackened film on the exposed central surface of the solder bonding pad is removed by acid cleaning or chemical polishing by micro-etching. It is manufactured by sequentially depositing an electroless nickel plating layer and an electroless gold plating layer on the exposed surface. The electroless gold plating layer applied on the electroless nickel plating layer diffuses into the solder and disappears when the electrode of the electronic component and the solder bonding pad are connected via the solder.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-110939
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, lead-free solder that does not contain lead has been used as solder for connecting electrodes of electronic components and solder joint pads of a wiring board in consideration of the environment. Such a lead-free solder generally has a melting point higher by about 10 to 20 ° C. than a conventional lead-containing solder. Therefore, the lead-free solder is used to form a solder joint pad between an electrode of an electronic component and a wiring board. When it is necessary to melt the solder, it is necessary to melt the solder at a temperature about 10 to 20 [deg.] C. higher than in the past. When such a high temperature is applied to the wiring board, the electroless nickel plating layer has a sparse crystal, so that the interface between the electroless nickel plating layer deposited on the solder bonding pad and the solder is weak. A large amount of inter-compounds are formed, and when heat or external stress is applied to the solder connecting the electrodes of the electronic component to the solder joint pads, the solder is easily peeled off from the plated metal layer, and as a result, There has been a problem that the electrodes of the electronic component and the solder bonding pads cannot be firmly connected via the solder. Therefore, the plating metal layer deposited on the solder bonding pad is a dense electrolytic nickel plating layer and the electrolytic gold plating layer deposited thereon, so that the nickel plating layer deposited on the solder bonding pad and the solder It is conceivable that a brittle intermetallic compound is hardly formed during the formation. However, in order to apply the electrolytic nickel plating layer and the electrolytic gold plating layer to each of the electrically independent solder joint pads, it is necessary to connect wiring for plating conduction for supplying electric charge to each solder joint pad. Unnecessary capacitances and inductances are formed on solder joint pads by such wiring for plating conduction, especially when mounting electronic components that operate at high frequencies. This causes a problem that the electronic component cannot be normally operated.
[0006]
In addition, in the conventional wiring board, when the blackened film at the central portion exposed from the solder-resistant resin layer of the blackened solder joint pad is removed, a residue of the blackening process remains at the central portion of the solder joint pad. If such a residue remains, the blackening treatment residue remaining in the center of the solder bonding pad between the center of the solder bonding pad from which the blackened film has been removed and the electroless nickel plating layer thereon This causes a problem that peeling is likely to occur.
[0007]
The present invention has been completed in view of such a conventional problem, and an object thereof is to generate a residue of a blackening treatment at a central portion of a solder bonding pad to which an electrolytic nickel plating layer and an electrolytic gold plating layer are applied. The electrode of the electronic component is firmly adhered to the solder joint pad via solder, without the need to leave a fine plated metal layer by electrolytic plating on the surface of the solder joint pad without leaving the wiring for plating conduction. It is an object of the present invention to provide a wiring board which can be connected to the electronic component and can normally operate the electronic component.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, an insulating substrate having a wiring conductor inside and / or on a surface and a solder bonding pad formed on an upper surface is prepared, and then an electroless copper plating layer is formed on the upper surface of the insulating substrate. Is applied, and then a plating resist layer having an opening for exposing the electroless copper plating layer at a portion where the solder bonding pad is formed on the electroless copper plating layer is applied, and then the plating resist layer is formed. An electrolytic copper plating layer and an electrolytic nickel plating layer are sequentially deposited on the electroless copper plating layer exposed in the opening, and then, after the plating resist layer is removed, the electrolytic copper plating layer and the electrolytic nickel plating layer are exposed. Solder bonding pad consisting of an electroless copper plating layer on the insulating substrate and an electrolytic copper plating layer on the insulating substrate by etching away the electroless copper plating layer at the part to be etched, and having an electrolytic nickel plating layer applied on the upper surface Then, an etching resist layer covering the central portion and exposing the outer peripheral portion is applied to the solder bonding pad on which the electrolytic nickel plating layer is applied, and then the electrolytic nickel plating exposed from the etching resist layer is applied. The layer is etched away to expose the electrolytic copper plating layer on the outer periphery of the solder bonding pad, and then the surface of the exposed electrolytic copper plating layer is blackened, and then the etching resist layer is peeled off or the etching resist layer is removed. After the peeling, the surface of the exposed electrolytic copper plating layer is blackened, and then, on the upper surface of the insulating substrate, a solder-resistant resin layer that covers the outer peripheral portion of the solder bonding pad and exposes the central portion of the solder bonding pad, Forming an electroless gold plating layer on the electrolytic nickel plating layer on the solder bonding pad exposed from the solder-resistant resin layer.
[0009]
According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, an insulating substrate having a wiring conductor inside and / or on a surface and a solder bonding pad formed on an upper surface is prepared, and then an electroless copper is provided on the upper surface of the insulating substrate. Depositing a plating layer, and then depositing a plating resist layer having an opening exposing the electroless copper plating layer on the portion of the electroless copper plating layer where the solder bonding pad is to be formed; An electrolytic copper plating layer and an electrolytic nickel plating layer are sequentially deposited on the electroless copper plating layer exposed in the opening of the layer, and after the plating resist layer is peeled off, the electrolytic copper plating layer and the electrolytic nickel plating layer are removed. A solder joint consisting of an electroless copper plating layer on an insulating substrate and an electrolytic copper plating layer on the insulating substrate by etching away the electroless copper plating layer exposed from the surface, with an electrolytic nickel plating layer applied on the upper surface And then an etching resist layer covering the central portion and exposing the outer peripheral portion was applied on the solder bonding pad on which the electrolytic nickel plating layer was applied, and then exposed from the etching resist layer. The electrolytic nickel plating layer is removed by etching to expose the electrolytic copper plating layer on the outer periphery of the solder joint pad, and then the surface of the exposed electrolytic copper plating layer is blackened, and then the etching resist layer is peeled off or etched. After the resist layer is peeled off, the surface of the exposed electrolytic copper plating layer is blackened, and then, on the upper surface of the insulating substrate, a solder-resistant resin layer that covers an outer peripheral portion of the solder bonding pad and exposes a central portion of the solder bonding pad. Then, an electroless gold plating layer is applied on the electrolytic nickel plating layer on the solder bonding pad exposed from the solder-resistant resin layer. The blackening treatment residue is not generated at the center of the solder joint pad on which the plating layer and the electroless gold plating layer are applied, and the resistance is maintained without leaving the wiring for plating conduction connected to the solder joint pad. A dense electrolytic nickel plating layer and an electroless gold plating layer can be adhered to the surface exposed from the solder resin layer.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a method for manufacturing a wiring board according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part showing an example of an embodiment of a wiring board manufactured by the manufacturing method of the present invention. In the drawing, 1 is an insulating substrate, 2 is a wiring conductor, 3 is a solder bonding pad, Denotes a solder-resistant resin layer, and these mainly constitute a wiring board according to the present invention.
[0011]
The insulating substrate 1 is made of, for example, an epoxy resin or a modified polyphenylene ether resin on an insulating plate 1a in which a glass cloth formed by weaving glass fibers vertically and horizontally is impregnated with a thermosetting resin such as an epoxy resin or a bismaleimide triazine resin. A plurality of wiring conductors 2 made of copper, such as a copper foil and a copper plating layer, are arranged inside and on the surface of the insulating layer 1b made of a thermosetting resin.
[0012]
On the surface of the insulating substrate 1, a plurality of solder bonding pads 3 made of a copper plating layer electrically connected to the wiring conductor 2 are formed. Are electrically connected via solder.
[0013]
The exposed upper surface of the solder bonding pad 3 is provided with an electrolytic nickel plating layer 5 and an electroless gold plating layer 6 to prevent oxidation corrosion of the solder bonding pad 3 and to improve the bonding between the solder bonding pad 3 and the solder. Are sequentially applied. When the solder is welded to the solder bonding pad 3, the electroless gold plating layer 6 diffuses into the solder and disappears, and the electrolytic nickel plating layer 5 and the solder are joined. At this time, since the crystal of the electrolytic nickel plating layer 5 deposited on the upper surface of the solder bonding pad 3 is dense, a large amount of brittle intermetallic compound is formed between the electrolytic nickel plating layer 5 and the solder. Therefore, the electrodes of the electronic component can be firmly connected to the solder bonding pads 3 via solder.
[0014]
Further, a solder-resistant resin layer 4 made of a heat-resistant resin such as an epoxy resin, which covers an outer peripheral portion of the solder bonding pad 3 and exposes a central portion thereof, is attached on the insulating substrate 1 and the solder bonding pad 3. The solder-resistant resin layer 4 protects the insulating substrate 1 from heat when an electrode of an electronic component is connected to the solder bonding pad 3 via solder and electrically short-circuits the solder bonding pads 3 via solder. It acts as a dam to prevent you from doing so.
[0015]
A blackened film 7 is formed on the surface of the solder bonding pad 3 covered with the solder-resistant resin layer 4 by a blackening process. Has a strong adhesion.
[0016]
Here, the blackening treatment means that the surface of the solder bonding pad 3 made of copper is oxidized with an alkaline oxidizing solution to generate needle-like crystals made of cuprous oxide and copper oxide, and this needle-like crystal is Surface roughening treatment to generate fine irregularities based on the surface roughness.
Further, since the surface becomes black after the treatment, this surface roughening treatment is called a blackening treatment, and the layer whose surface has changed to black is called a blackening film.
[0017]
Next, a method for manufacturing the above-described wiring board according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2A to 2K are main-portion cross-sectional views of each step for explaining the method of manufacturing a wiring board according to the present invention.
[0018]
First, as shown in FIG. 2A, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a modified polyphenylene ether resin is formed on an insulating plate 1a in which a glass cloth is impregnated with a thermosetting resin such as an epoxy resin or a bismaleimide triazine resin. An insulating substrate 1 prepared by laminating an insulating layer 1b made of and having a wiring conductor 2 made of a copper foil or a copper plating layer inside and / or on the surface is prepared. The insulating plate 1a is formed by impregnating a glass cloth woven with glass fibers vertically and horizontally with a thermosetting resin such as an epoxy resin or a bismaleimide triazine resin and curing the same. The insulating layer 1b is formed of an uncured epoxy resin or an uncured epoxy resin. A resin sheet made of a thermosetting resin such as a modified polyphenylene ether resin and having a thickness of 10 to 70 μm was attached to the upper surface of the insulating plate 1a, and an opening 1c for exposing the wiring conductor 2 was formed on the resin sheet by laser processing. Thereafter, the laminate is laminated on the insulating plate 1a by being heated and thermally cured while applying pressure from above and below. The wiring conductor 2 is formed by attaching a copper foil on the upper surface of the insulating plate 1a in advance and etching the copper foil into a predetermined pattern.
[0019]
Next, as shown in FIG. 2B, an electroless copper plating layer 3a having a thickness of about 1 to 2 μm is applied to the entire upper surface of the insulating substrate 1 including the wiring conductor 2 in the opening 1c. In order to apply the electroless copper plating layer 3a over the entire upper surface of the insulating substrate 1, first, the surface of the insulating layer 1b is roughened by immersing the surface of the insulating layer 1b in a roughening solution such as an aqueous solution of permanganate at about 50 ° C. Next, the upper surface of the insulating substrate 1 having the roughened surface of the insulating layer 1b is immersed in an aqueous solution of palladium catalyst for electroless plating at about 30 ° C. to form a wiring conductor on the surface of the insulating layer 1b and in the opening 1c. Then, the upper surface of the insulating substrate 1 is immersed in an electroless copper plating solution containing copper sulfate, rossel salt, formalin, sodium EDTA, a stabilizer, etc., and the surface of the insulating layer 1b is immersed. A method of depositing an electroless copper plating layer 3a having a thickness of about 1 to 2 m on the wiring conductor 2 in the opening 1c is employed.
[0020]
Next, as shown in FIG. 2C, a plating having an opening 11a for exposing a portion where the solder bonding pad 3 is formed is formed on the electroless copper plating layer 3a attached to the upper surface of the insulating substrate 1. A resist layer 11 is applied. The plating resist layer 11 is formed, for example, by forming a photosensitive resin film containing an uncured ultraviolet curable resin and a thermosetting resin having a thickness of about 10 to 50 μm on the insulating substrate 1 on which the electroless copper plating layer 3a is adhered. It is formed by sticking and exposing and developing this by employing photolithography technology.
[0021]
Next, as shown in FIG. 2D, an electrolytic copper plating layer 3b and an electrolytic nickel plating layer 5 are applied on the electroless copper plating layer 3a exposed from the opening 11a of the plating resist layer 11. To apply the electrolytic copper plating layer 3b, an electrolytic copper plating solution containing sulfuric acid, copper sulfate pentahydrate, chlorine, brightener, etc. is used, and a current of several A / dm 2 is supplied from the electroless copper plating layer 3a. Is applied to apply electrolytic copper plating to deposit an electrolytic copper plating layer 3b having a thickness of about 5 to 30 μm. In order to deposit the electrolytic nickel plating layer 5, the electrolytic nickel plating is performed using a sulfamine bath or a watt bath while applying a current of several A / dm 2 from the electroless copper plating layer 3 a to 1 to 5 μm. A method of depositing the electrolytic nickel plating layer 5 having a thickness of about the same is employed. At this time, since the electrolytic plating can form a dense crystal plating layer, the crystals of the electrolytic nickel plating layer 5 become dense.
[0022]
Next, as shown in FIG. 2E, the plating resist layer 11 is stripped using a stripping solution such as an aqueous sodium hydroxide solution, and then, as shown in FIG. 2F, the electrolytic nickel plating layer 5 is etched. The resist is used to remove the electroless copper plating layer 3a exposed from the electrolytic copper plating layer 3b and the electrolytic nickel plating layer 5 by etching with sulfuric acid and an aqueous solution of sulfuric acid such as aqueous hydrogen peroxide or copper sulfate. On the upper surface of the insulating substrate 1, there is formed a solder joint pad 3 comprising an electroless copper plating layer 3a and an electrolytic copper plating layer 3b thereon, and having an electrolytic nickel plating layer 5 adhered on the upper surface thereof. At this time, since the portion of the electroless copper plating layer 3a exposed from the electrolytic copper plating layer 3b and the electrolytic nickel plating layer 5 is removed, the wiring for plating conduction does not remain. No capacitance or inductance is formed.
[0023]
Next, as shown in FIG. 2 (g), an etching resist layer 12 covering the central portion and exposing the outer peripheral portion is deposited on the solder bonding pad 3 having the electrolytic nickel plating layer 5 deposited on the upper surface. Let it. The etching resist layer 12 is, for example, a solder bonding pad in which a photosensitive resin film containing an uncured ultraviolet-curing resin and a thermosetting resin having a thickness of about 10 to 50 μm is applied, and an electrolytic nickel plating layer 5 is applied on the upper surface. 3 and is formed by exposing and developing the insulating substrate 1 with photolithography technology.
[0024]
Next, as shown in FIG. 2H, the electrolytic nickel plating layer 5 exposed from the etching resist layer 12 is removed by etching. In order to remove the electrolytic nickel plating layer 5 exposed from the etching resist layer 12 by etching, an etching solution composed of a nitric acid solution may be used.
[0025]
Next, as shown in FIG. 2 (i), the surface of the electroless copper plating layer 3a and the surface of the electrolytic copper plating layer 3b exposed from the etching resist layer 5 are blackened to form a blackened film 7. To form the blackened film 7, the insulating substrate 1 is immersed for several minutes in a blackening treatment solution comprising sodium hydroxide, sodium chlorite, a stabilizer and the like to expose the solder bonding pad 3 to the electroless copper plating layer. A method of forming blackening film 7 on the surfaces of 3a and electrolytic copper plating layer 3b is adopted. At this time, since the blackening film 7 is selectively formed on the surfaces of the electroless copper plating layer 3a and the electrolytic copper plating layer 3b exposed from the electrolytic nickel plating layer 5, the solder on which the electrolytic nickel plating layer 5 is adhered is formed. No residue of the blackening process is generated at the center of the bonding pad 3.
[0026]
Next, as shown in FIG. 2 (j), a solder-resistant resin layer 4 is formed on the insulating substrate 1 so as to cover the outer peripheral portion of the solder bonding pad 3 and expose the central portion. In order to form the solder-resistant resin layer 4 on the insulating substrate 1 on which the solder bonding pads 3 are formed, for example, a mixture of a photosensitive resin such as an acrylic-modified epoxy resin and a photoinitiator is applied to the upper surface of the insulating substrate 1. An uncured solder-resistant resin containing an inorganic powder filler such as silica or talc of about 70% by mass is applied to a thickness of about 10 to 80 μm by screen printing or a roll coating method. After exposing and developing so as to have an opening for exposing the central portion, a method of ultraviolet curing and thermal curing is adopted. At this time, since the blackened film 7 is formed on the outer peripheral portion of the solder bonding pad 3, the solder-resistant resin layer 4 and the solder bonding pad 3 are firmly adhered. Also, the step formed on the upper surface of the electrolytic copper plating layer 3b constituting the solder bonding pad 3 effectively prevents the resin of the solder resistant resin layer 4 from flowing to the center of the solder bonding pad 3.
[0027]
Finally, as shown in FIG. 2 (k), an electroless gold plating layer 6 is applied on the electrolytic nickel plating layer 5 on the solder bonding pad 3 exposed from the solder-resistant resin layer 4 according to the present invention. The wiring board is completed. In order to deposit the electroless gold plating layer 6, the thickness is about 0.1 to 1 μm by dipping in an electroless gold plating solution containing potassium potassium cyanide, potassium citrate, ethylenediaminetetraacetate, and the like. A method of applying an electroless gold plating layer 6 having a thickness of 3 mm is adopted.
[0028]
As described above, according to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, the blackening residue is generated at the center of the solder bonding pad 3 to which the electrolytic nickel plating layer 5 and the electroless gold plating layer 6 are applied. In addition, the electrode of the electronic component is soldered by densely depositing the electrolytic nickel plating layer 5 and the electroless gold plating layer 6 of the dense crystal on the surface of the solder bonding pad 3 without leaving the wiring for plating conduction. Thus, it is possible to provide a wiring board that can be firmly connected to the solder bonding pad 3 via the semiconductor device and that can normally operate the electronic component.
[0029]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements may be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the surface of the electroless copper plating layer 3a and the surface of the electrolytic copper plating layer 3b that are exposed before the etching resist layer 12 is peeled are blackened, but are exposed after the etching resist layer 12 is peeled. The surfaces of the electroless copper plating layer 3a and the electrolytic copper plating layer 3b may be blackened, and then the solder-resistant resin layer 4 may be formed.
[0030]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing a wiring board of the present invention, an insulating substrate having a wiring conductor inside and / or on a surface and a solder bonding pad formed on an upper surface is prepared, and then an electroless copper is provided on the upper surface of the insulating substrate. Depositing a plating layer, and then depositing a plating resist layer having an opening exposing the electroless copper plating layer on the portion of the electroless copper plating layer where the solder bonding pad is to be formed; An electrolytic copper plating layer and an electrolytic nickel plating layer are sequentially deposited on the electroless copper plating layer exposed in the opening of the layer, and after the plating resist layer is peeled off, the electrolytic copper plating layer and the electrolytic nickel plating layer are removed. A solder joint consisting of an electroless copper plating layer on an insulating substrate and an electrolytic copper plating layer on the insulating substrate by etching away the electroless copper plating layer exposed from the surface, with an electrolytic nickel plating layer applied on the upper surface And an etching resist layer covering the central portion and exposing the outer peripheral portion thereof was applied to the solder bonding pad on which the electrolytic nickel plating layer was applied, and then exposed from the etching resist layer. The electrolytic nickel plating layer is removed by etching to expose the electrolytic copper plating layer on the outer periphery of the solder joint pad, and then the exposed resist layer is peeled off or blackened after the surface of the exposed electrolytic copper plating layer is blackened. After the resist layer is peeled off, the surface of the exposed electrolytic copper plating layer is blackened, and then, on the upper surface of the insulating substrate, a solder-resistant resin layer that covers an outer peripheral portion of the solder bonding pad and exposes a central portion of the solder bonding pad. Then, an electroless gold plating layer is applied on the electrolytic nickel plating layer on the solder bonding pad exposed from the solder-resistant resin layer. The blackening treatment residue is not generated at the center of the solder joint pad on which the plating layer and the electroless gold plating layer are applied, and the resistance is maintained without leaving the wiring for plating conduction connected to the solder joint pad. A dense electrolytic nickel plating layer and an electroless gold plating layer can be adhered to the surface exposed from the solder resin layer. Therefore, it is possible to provide a wiring board that can firmly connect the electrodes of the electronic component to the solder joint pads via the solder and can normally operate the electronic component.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part showing an example of an embodiment of a wiring board manufactured according to the present invention.
FIGS. 2 (a) to 2 (k) are cross-sectional views of a principal part in each step for explaining a method of manufacturing a wiring board according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Insulating substrate 2 ... Wiring conductor 3 ... Soldering joint pad 3a ... Electroless copper plating layer 3b ... Electrolytic copper plating layer 4 ... Solder resistant resin layer 5 ... ... Electrolytic nickel plating layer 6 ... Electroless gold plating layer 7 ... Blackening film 11 ... Plating resist layer 12 ... Etching resist layer
