JP2004281943A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】線路導体および板状コアに形成された信号用スルーホール導体や、ビアを介して、基板の表裏にまたがるパッド−パッド間の信号伝送経路全体のインピーダンス整合を、所望の信号周波数において容易に実現できる配線基板を製造する方法を提供する。
【解決手段】配線基板１において、金属端子パッド１０，１１０，１７，１１７は、第一主表面ＣＰ側からＣｕメッキ層５２、Ｎｉメッキ層５３及びＡｕメッキ層５４がこの順序で積層されるとともに、Ｎｉメッキ層５３が電解Ｎｉメッキ層５３とされる。そして、パッド形成面をなす誘電体層６の第一主表面ＣＰには、金属端子パッド１０，１１０，１７，１１７に一端が結合される金属配線が配置されないか、又は、配置されていても、該金属配線７７の他端側が内層導体層７にビア３４を介して接続されてなるよう製造する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣあるいはＬＳＩ等のチップ接続用として使用される多層配線基板のうち、オーガニックパッケージ基板と称されるものは、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線積層部を有し、該配線積層部の誘電体層にて形成された第一主表面上に、フリップチップ接続用あるいはマザーボード接続用（例えばＢＧＡあるいはＰＧＡによる）の複数の金属端子パッドが配置される。これら金属端子パッドは、配線積層部内に位置する内層導体層にビアを介して導通する。内層導体層及びビアは導電率の良好なＣｕ系金属で構成されるのが一般的であり、金属端子パッドも、これらと接続する本体部分がＣｕメッキ層として形成される。しかし、金属端子パッドにはチップやマザーボードと接続するための半田が接触するので、半田との結合力及びぬれ性を向上させるため、Ａｕメッキが施される。
【０００３】
ところで、金属端子パッドの本体部分をなすＣｕメッキ層は、リフロー工程やその他の組立工程における加熱により、Ｃｕメッキ層からＡｕメッキ層表面にＣｕが拡散により湧き上がり、Ａｕメッキ層表面がＣｕの酸化層で覆われて半田ぬれ性や半田接合性が損なわれる可能性がある。そこで、Ｃｕメッキ層を形成した後、Ａｕメッキ層への拡散が少なくかつ半田接合性も良好なＮｉメッキ層を形成し、そのＮｉメッキ層上にＡｕメッキ層を形成するパッド構造が広く採用されている。このＮｉメッキ層の形成方法には電解Ｎｉメッキを用いる方法と、無電解Ｎｉメッキ（特許文献１参照）を用いる方法との２種類がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４０９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
無電解Ｎｉメッキを用いる方法によると、誘電体層上に互いに絶縁された複数のパッドに対しても、メッキ液への浸漬により簡単にＮｉメッキ層を形成できる。しかしながら、一般に使用されている無電解Ｎｉメッキ浴は、還元剤として次亜リン酸ソーダなどのリン酸化合物が使用されるため、得られるＮｉメッキ層に４〜８質量％もの比較的多量のリンが必然的に含有されたものしか得られない問題がある。Ａｕメッキ層上にＳｎ−Ｐｂ合金からなる半田を接触させると、Ａｕメッキ層を溶かし込んだ半田が、下地のＮｉメッキ層と接触することがある。このとき、Ｎｉメッキ層中にリンが多量に含まれていると、Ｎｉとともに共析出したリンが半田とのぬれ性を阻害し、接続不良を生ずる惧れがある。
【０００６】
また、無電解Ｎｉメッキ浴には、還元剤として水素化ホウ素化合物を用いる非リン酸系浴も知られている。該浴を用いると、Ｎｉメッキ層のリン濃度は大幅に低減できるが、Ｎｉ析出の還元反応時に多量の水素ガスが発生し、この水素ガスがＮｉメッキ層中に取り込まれて気泡や膨れといった不良を生じやすい問題がある。結局のところ、現状では無電解Ｎｉメッキ浴でを用いた場合、上記の理由により配線基板のパッド形成用として好適な性状のＮｉメッキ層が得られていないのが実情である。
【０００７】
他方、電解Ｎｉメッキを用いる場合は、浴がリンや水素混入源となる還元剤が使用されないので、半田に対するぬれ性や密着性の良好なＮｉメッキ層が得られる利点がある。しかし、従来の電解Ｎｉメッキを用いたパッド形成工程では、パッドが形成される誘電体層面（パッド形成面）上に、パッドに接続するメッキ用の導通路（タイバー）を複雑に入り組んだ形で形成する必要がある。この方式では、パッド間にメッキタイバー挿入用のスペースを確保しなければならないので、パッドの配列間隔を一定以上には縮小できなくなり、基板面積の増大を引き起こしやすくなるとともに、設計上の制約も非常に大きくなる問題がある。また、メッキタイバーは、末端が電気的に開放した不要な導通路として、最終的にはパッドに付随した形で基板上に残留する。すると、該部分がノイズ収拾源となって、基板の耐ノイズ性が悪化したり、あるいはパッドを含んだ伝送経路のインピーダンス不整合を招く原因となることも、大きな欠点の一つである。
【０００８】
マザーボード接続用（例えばＢＧＡあるいはＰＧＡによる）の金属端子パッドには、マザーボードとの高い接合強度が要求されることから、半田とのぬれ性が良好な電解Ｎｉメッキ層を積層形成することが望ましい。しかし、上記したように、電解Ｎｉメッキの採用には、いくつかの別の障害が付随してくる。そのため、一種のジレンマに陥っているのが現状である。
【０００９】
本発明の課題は、電解Ｎｉメッキ層を有した金属端子パッドが設けられているにもかかわらず、基板の耐ノイズ性の悪化やパッドを含んだ伝送経路のインピーダンス不整合が生じにくく、また、金属端子パッドの間隔を容易に縮小することができ、ひいてはコンパクト化に有利な構造を有した配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用・発明の効果】
上記の課題を解決するために、本発明の配線基板の製造方法では、
第一主表面が誘電体層にて形成されるように、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線積層部と、該配線積層部の前記誘電体層にて形成された第一主表面上に配置される複数の金属端子パッドとを有し、それら金属端子パッドの少なくとも一部のものが、前記配線積層部内に位置する内層導体層にビアを介して導通した構造を有し、
前記配線積層部として、板状コアの第一主表面に形成される第一配線積層部と、同じく第二主表面に形成される第二配線積層部とが設けられ、それぞれ前記金属端子パッドが設けられ、前記第一配線積層部の前記金属端子パッドと、前記第二配線積層部の前記金属端子パッドとが、前記板状コアに設けられたスルーホール導体にて接続されてなり、且つ、前記第一配線積層部側の前記金属端子パッドを集積回路チップなどをフリップチップ接続するためのパッドとして利用し、前記第二配線積層部側の前記金属端子パッドを配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により接続するためのパッドとして利用する配線基板の製造方法であって、
前記金属端子パッドを、前記第一主表面側からＣｕメッキ層、Ｎｉメッキ層及びＡｕメッキ層がこの順序で積層されたものとして形成するために、
前記第一配線積層部及び前記第二配線積層部の第一主表面の、前記複数の金属端子パッドの形成予定領域に、Ｃｕメッキ層を電気的に分離された形で形成するＣｕメッキ工程と、
前記Ｃｕメッキ層の主表面を面粗し処理する面粗し工程と、
該面粗し工程の終了後に、前記第一配線積層部及び前記第二配線積層部の第一主表面に、開口を有するソルダーレジスト層を、該開口の内周縁部にて、前記Ｃｕメッキ層の前記面粗し処理が施された主表面外周縁部が当該ソルダーレジスト層にて覆われるように形成するソルダーレジスト形成工程と、
該ソルダーレジスト層が形成された前記第一配線積層部の第一主表面において、前記複数の金属端子パッドを互いに連結する形でメッキ用被覆導電層を形成するメッキ用被覆導電層形成工程と、
該メッキ用被覆導電層形成工程終了後に、前記メッキ用被覆導電層が形成された前記第一配線積層部の第一主表面の全面を覆うように第一マスク材を形成する第一マスク材形成工程と、
該第一マスク材形成工程後に、前記第一配線積層部側の前記メッキ用被覆導電層を電流供給路として、それらメッキ用被覆導電層にて連結される第一配線積層部側のＣｕメッキ層にそれぞれ前記スルーホール導体を介して導通する前記第二配線積層部側のＣｕメッキ層にメッキ電流を供給することにより、前記第二配線積層部側のＣｕメッキ層のうち、前記ソルダーレジスト層に覆われた主表面外周縁部を除いた領域に電解Ｎｉメッキ層及び電解Ａｕメッキ層をこの順に形成する電解メッキ工程と、
該電解メッキ工程後に、前記第一配線積層部の第一主表面に形成されていた前記第一マスク材を除去し、前記第二配線積層部の第一主表面の全面を覆うように第二マスク材を形成する第二マスク材形成工程と、
該第二マスク材形成工程後に、前記第一配線積層部の第一主表面に形成されていた前記メッキ用被覆導電層を除去するメッキ用被覆導電層除去工程と、
該メッキ用被覆導電層除去工程後に、前記第一配線積層部側のＣｕメッキ層のうち、前記ソルダーレジスト層に覆われた主表面外周縁部を除いた領域に無電解Ｎｉメッキ層及び無電解Ａｕメッキ層をこの順に形成する無電解メッキ工程と、該無電解メッキ工程後に、前記第二配線積層部の第一主表面の、前記第二マスク材を除去する第二マスク材除去工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の方法によると、第一配線積層部及び第二配線積層部の第一主表面の、複数の金属端子パッドの形成予定領域にＣｕメッキ層を形成し、次いで、Ｃｕメッキ層の主表面を面粗し処理する。そして、該面粗し工程の終了後に、各配線積層部の第一主表面に、開口を有するソルダーレジスト層を、該開口の内周縁部にて、Ｃｕメッキ層の面粗し処理が施された主表面外周縁部が当該ソルダーレジスト層にて覆われるように形成する。これにより、面粗し処理されたＣｕメッキ層の主表面外周縁部とソルダーレジスト層の開口内周縁部とを直接接触させた構造を得ることができる。
【００１２】
また、各金属端子パッドは最終的には電気的に分離することが必要であるが、パッドのＮｉめっき層を電解Ｎｉメッキにより形成するには、配線積層部の第一主表面上に配列した金属端子パッド同士が電気的に互いに導通していなければならない。本発明の製造方法においては、ソルダーレジスト層が形成された第一配線積層部の第一主表面において、金属端子パッドのＣｕメッキ層同士を互いに連結するための、メッキ用被覆導電層を形成する（このメッキ用被覆導電層もＣｕメッキ層として形成できるが、これに限られるものではない）。その後、第一配線積層部の第一主表面を第一マスク材で覆う。そして、上記のメッキ用被覆導電層をメッキ導通経路として、第一配線積層部側のＣｕメッキ層とスルーホール導体を介して接続されている第二配線積層部側のＣｕメッキ層上に、電解Ｎｉメッキ層及び電解Ａｕメッキ層をこの順に一括して形成できる。
【００１３】
その後、第一配線積層部側の第一マスク材を除去し、第二配線積層部の第一主表面の全面を覆うように第二マスク材を形成する。そして、第一配線積層部の第一主表面に形成されている上記のメッキ用被覆導電層を除去し、露出したＣｕメッキ層上に、今度は無電解Ｎｉメッキ層及び無電解Ａｕメッキ層をこの順に形成し、第二配線積層部側に形成されている第二マスク材を除去することで、第二配線積層部側の金属端子パッド、すなわち配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により接続するためのパッドに電解Ｎｉメッキ層を形成した配線基板を容易に得られる。
【００１４】
また、上記の方法により得られる配線基板では、誘電体層の第一主表面には、金属端子パッドに一端が結合され他端が開放したメッキ用金属配線が形成されていない。つまり、誘電体層の第一主表面（パッド形成面）には、金属端子パッドに一端が結合される金属配線が配置されないか、又は、配置されていても、該金属配線の他端側が内層配線層にビアを介して接続される。また、金属端子パッドにビアを介して接続される内層配線層にも、末端が開放したメッキ用金属配線は含まれない構造となる。つまり、本発明の配線基板は、末端が電気的に開放した不要な導通路が排除された構造となっている。その結果、該不要な導通路による基板の耐ノイズ性の悪化や、パッドを含んだ伝送経路のインピーダンス不整合を効果的に防止できる。そして、不要な導通路が設けられない分、パッド間スペースも節約でき、基板のコンパクト化に寄与できる他、配線レイアウトの複雑化も生じにくいので、設計上の制約も少なくなる。そして、第二配線積層部側の金属端子パッドのＮｉメッキ層は、リンや水素の含有率を低くできる電解メッキ層として構成されているから、半田に対するぬれ性や密着性の向上も同時に達成できる。
【００１５】
そして、第一配線積層部及び第二配線積層部において、Ｎｉメッキ層が、Ｃｕメッキ層の主表面に対し該主表面の外周縁内側に収まるように形成され、かつ、該Ｃｕメッキ層のＮｉメッキ層に覆われていない主表面外周縁部に面粗し処理が施される。そして、その面粗し処理が施されたＣｕめっき層の主表面外周縁部に、ソルダーレジスト層の開口内周縁部が接しており、また金属端子パッドの電解Ｎｉメッキ層が、Ｃｕメッキ層の主表面の、ソルダーレジスト層の開口内部に位置する領域にのみ形成された構造となっている。従って、該ソルダーレジスト層の開口内周縁部とＣｕめっき層の主表面外周縁部との密着性が向上し、特に半田リフロー等の熱サイクルが加わった場合においても、開口内周縁部にてソルダーレジスト層のはがれ等が生じにくくなり、ひいては良好な半田接続状態を容易に得ることができる。
【００１６】
次に、第二配線積層部側のＣｕメッキ層の主表面外周縁部を除いた領域に電解Ｎｉメッキ層及び電解Ａｕメッキ層をこの順に形成するために、第一配線積層部の第一主表面上に形成されるメッキ用被覆導電層は、メッキ用被覆導電層形成工程における以下の２つの方法により容易に得ることができる。１つ目は、スパッタ法により、ソルダーレジスト層が形成された第一配線積層部の第一主表面の全面を被覆するよう形成する方法であり、２つ目は、第二配線積層部の第一主表面の全面をマスク材により保護し、無電解メッキを施すことにより、ソルダーレジスト層が形成された第一配線積層部の第一主表面の全面を被覆するよう形成する方法である。
【００１７】
また、Ｃｕメッキ工程において、金属端子パッド形成予定領域にＣｕメッキ層を選択的に形成する方法としては、Ｃｕメッキ工程において、金属端子パッド形成予定領域が露出するように、第一配線積層部及び第二配線積層部の第一主表面をマスク材にて覆い、その状態でＣｕメッキを行う方法が簡便であり、本発明に好適に採用できる。電解Ｃｕメッキを採用する場合は、Ｃｕメッキ工程に先立って、第一配線積層部及び第二配線積層部の第一主表面において、複数の金属端子パッドの形成予定領域を互いに連結する形でメッキ用下地導電層を形成するメッキ用下地導電層形成工程を実施し、次いでＣｕメッキ工程において、配線積層部の第一主表面の、複数の金属端子パッドの形成予定領域に、Ｃｕメッキ層を電解Ｃｕメッキにより選択的に形成すればよい。
【００１８】
詳しくは、次のような工程を採用すると便利である。まず、Ｃｕメッキ工程に先立って、第一配線積層部及び第二配線積層部の第一主表面において、複数の金属端子パッドの形成予定領域を互いに連結する形でメッキ用下地導電層を形成するメッキ用下地導電層形成工程を実施する。次いでＣｕメッキ工程において、複数の金属端子パッドの形成予定領域に、Ｃｕメッキ層を電解Ｃｕメッキにより選択的に形成する。Ｎｉメッキ層は、ソルダーレジスト層の形成後に実施されるため、電解Ｃｕメッキ形成用の上記メッキ用下地導電層をソルダーレジスト層形成前に除去しておかなければならない。そこで、第一配線積層部及び第二配線積層部の第一主表面にＣｕメッキ層を形成後、パッド用のＣｕメッキ層は覆い、それらパッド用のＣｕメッキ層間に形成されたメッキ用下地導電層は覆わないように第一エッチング保護層を形成し、その状態でメッキ用下地導電層を選択的にエッチングする。これにより、メッキ用下地導電層のみを選択的に除去することができる。
【００１９】
次に、複数の金属端子パッドの一部のものは、内層導体層に導通しない、電気的に孤立したフローティングパッドとして構成され、該フローティングパッドには電解Ｎｉメッキ層が形成されていない構成とすることができる。回路設計上は、内層導体層に導通する金属端子パッドのみが重要であるが、これらのパッドだけでは、フリップチップ接続やＢＧＡ（あるいはＰＧＡ）接続に適した格子状配列を完備するのに十分な個数や配列が実現できない場合があり、例えば基板の一部領域にパッドが偏って配置されることもありえる。この場合、集積回路チップをフリップチップ接続したり、基板自体をマザーボードにＢＧＡ（あるいはＰＧＡ）接続したりしたとき、荷重分布が不均一となって接続不良等の原因となる場合がある。そこで、非フローティングパッドだけでは完備できないパッドの格子状配列を、上記のごときフローティングパッドで補うことが、安定な接続状態を実現する上で望ましいといえる。第二配線積層部の各パッドに電解Ｎｉメッキ層を形成する場合、第二配線積層部側に含まれるフローティングパッドは、スルーホール導体を介した第一配線積層部側のパッドと導通が形成されていないので、該フローティングパッドの電解Ｎｉメッキ層を省略すると、工程の大幅な簡略化を図ることができる。そして、フローティングパッドは、上記の形成目的からも明らかな通り、半田との電気的な導通状態は特に重要でなく、電解Ｎｉメッキ層が省略されていても特に差し支えない。
【００２０】
次に、金属端子パッドをなす電解Ｎｉメッキ層のリンの含有率は、３質量％以下となっていることが望ましい。これにより、金属端子パッドに対する半田（特にＳｎ−Ｐｂ系半田）ぬれ性を良好に確保することができる。このためには、使用する電解Ｎｉメッキ浴にリン化合物を添加しないことが望ましい。なお、電解Ｎｉメッキ層のリンの含有率は、望ましくは１質量％以下となっているのがよく、さらに望ましくは検出限界以下となっているのがよい。
【００２１】
また、金属端子パッドをなす電解Ｎｉメッキ層は、コバルトの含有率が２質量％以下でとなっていることが、Ａｕメッキ層との密着性を向上させる観点において望ましい。電解Ｎｉメッキにおいては、得られるメッキ膜の硬度を高めるためにコバルトが添加されることがあるが、本発明においては金属端子パッド用のＮｉメッキ層としてそれほど硬度が要求されることがなく、また、Ａｕメッキ層との密着性を考慮すれば、メッキ浴にコバルトはなるべく含有させないことが望ましいといえる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図３は本発明の方法により得られる配線基板１の断面構造を模式的に示すものである。該配線基板は、耐熱性樹脂板（例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や、繊維強化樹脂板（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成された板状コア２の両表面に、所定のパターンに配線金属層をなすコア導体層Ｍ１、Ｍ１１がそれぞれ形成される。これらコア導体層Ｍ１、Ｍ１１は板状コア２の表面の大部分を被覆する面導体パターンとして形成され、電源層又は接地層として用いられるものである。他方、板状コア２には、ドリル等により穿設されたスルーホール１２が形成され、その内壁面にはコア導体層Ｍ１、Ｍ１１を互いに導通させるスルーホール導体３０が形成されている。また、スルーホール１２は、エポキシ樹脂等の樹脂製穴埋め材３１により充填されている。
【００２３】
また、コア導体層Ｍ１、Ｍ１１の上層には、感光性樹脂組成物６にて構成された第一ビア層（ビルドアップ層：誘電体層）Ｖ１、Ｖ１１がそれぞれ形成されている。さらに、その表面にはそれぞれ金属配線７を有する第一導体層Ｍ２、Ｍ１２がＣｕメッキにより形成されている。なお、コア導体層Ｍ１、Ｍ１１と第一導体層Ｍ２、Ｍ１２とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。同様に、第一導体層Ｍ２、Ｍ１２の上層には、感光性樹脂組成物６を用いた第二ビア層（ビルドアップ層：誘電体層）Ｖ２、Ｖ１２がそれぞれ形成されている。その表面には、金属端子パッド８、１８を有する第二導体層Ｍ３、Ｍ１３が形成されている。これら第一導体層Ｍ２、Ｍ１２と第二導体層Ｍ３、Ｍ１３とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。ビア３４は、ビアホール３４ｈとその内周面に設けられたビア導体３４ｓと、底面側にてビア導体３４ｓと導通するように設けられたビアパッド３４ｐと、ビアパッド３４ｐと反対側にてビア導体３４ｈの開口周縁から外向きに張り出すビアランド３４ｌとを有している。
【００２４】
板状コア２の第一主表面ＭＰ１においては、コア導体層Ｍ１、第一ビア層Ｖ１、第一導体層Ｍ２及び第二ビア層Ｖ２が第一の配線積層部Ｌ１を形成している。また、板状コア２の第二主表面ＭＰ２においては、コア導体層Ｍ１１、第一ビア層Ｖ１１、第一導体層Ｍ１２及び第二ビア層Ｖ１２が第二の配線積層部Ｌ２を形成している。いずれも、第一主表面ＣＰが誘電体層６にて形成されるように、誘電体層と導体層とが交互に積層されたものであり、該第一主表面ＣＰ上には、複数の金属端子パッド１０、１１０ないし１７がそれぞれ形成されている。第一配線積層部Ｌ１側の金属端子パッド１０、１１０は、集積回路チップなどをフリップチップ接続するためのパッドである半田ランドを構成する。また、第二配線積層部Ｌ２側の金属端子パッド１７は、配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により接続するための裏面ランド（パッド）として利用されるものである。
【００２５】
図１に示すように、半田ランド１０は配線基板１の第一主表面の略中央部分に格子状に配列し、各々その上に形成された半田バンプ１１（図３）とともにチップ搭載部４０を形成している。また、図２に示すように、第二導体層Ｍ１３内の裏面ランド１７も、格子状に配列形成されている。そして、各第二導体層Ｍ３、Ｍ１３上には、それぞれ、感光性樹脂組成物よりなるソルダーレジスト層８、１８（ＳＲ１、ＳＲ１１）が形成されている。いずれも半田ランド１０、１１０あるいは裏面ランド１７を露出させるために、各ランドに一対一に対応する形で開口部８ａ、１８ａが形成されている。
【００２６】
ビア層Ｖ１、Ｖ１１、Ｖ２、Ｖ１２、及びソルダーレジスト層８、１８は例えば以下のようにして製造されたものである。すなわち、感光性樹脂組成物ワニスをフィルム化した感光性接着フィルムをラミネート（貼り合わせ）し、ビアホール３４ｈに対応したパターンを有する透明マスク（例えばガラスマスクである）を重ねて露光する。ビアホール３４ｈ以外のフィルム部分は、この露光により硬化する一方、ビアホール３４ｈ部分は未硬化のまま残留するので、これを溶剤に溶かして除去すれば、所期のパターンにてビアホール３４ｈを簡単に形成することができる（いわゆるフォトビアプロセス）。
【００２７】
図４に示すように、金属端子パッド１０、１１０、１７は、各配線積層部Ｌ１、Ｌ２の第一主表面ＣＰ側から、Ｃｕメッキ層５２、Ｎｉメッキ層５３及びＡｕメッキ層５４がこの順序で積層されるとともに、配線積層部Ｌ２側の金属端子パッド１７は、Ｎｉメッキ層５３が電解Ｎｉメッキ層５３、Ａｕメッキ層５４が電解Ａｕメッキ層５４とされた構造を有する。他方、配線積層部Ｌ１側の金属端子パッド１０、１１０は、Ｎｉメッキ層５３が無電解Ｎｉメッキ層５３、Ａｕメッキ層５４が無電解Ａｕメッキ層５４とされた構造を有する。
【００２８】
第二配線積層部Ｌ２においては、誘電体層６の第一主表面ＣＰに、金属端子パッド１７に一端が結合される金属配線が全く配置されていない。他方、図３に示すように、第一配線積層部Ｌ１の第一主表面ＣＰには、金属端子パッド１０に一端が結合される金属配線７７が設けられているが、その他端側は内層導体層７にビア３４を介して接続されている。つまり、いずれの配線積層部Ｌ１、Ｌ２においても、金属端子パッド１０、１１０、１７の形成面をなす誘電体層６の第一主表面ＣＰ（及び内層された金属層）から、メッキタイバー（メッキ用金属配線）などの末端が電気的に開放した不要な導通路が排除された構造となっており、かつ、配線積層部Ｌ２側のパッドにおいて、Ｃｕメッキ層５２上のＮｉメッキ層が、リンや水素の含有率が低い電解メッキ層として構成されている。
【００２９】
電解Ｎｉメッキ層５３のリンの含有率は３質量％以下であり、コバルトの含有率が２質量％以下である。本実施形態では、金属端子パッド１０、１１０、１７において、いずれもＣｕメッキ層５２の側面が電解Ｎｉメッキ層５３にて覆われていない。
【００３０】
前述の通り、各配線積層部Ｌ１、Ｌ２の第一主表面ＣＰはソルダーレジスト層８、１８にて覆われてなり、それらソルダーレジスト層８、１８の開口８ａ、１８ａの内周縁が、金属端子パッド１０、１１０、１７の主表面外周縁よりも内側に張り出して位置している。そして、図４に示すように、金属端子パッド１０、１７、１１０は、Ｎｉメッキ層５３が、Ｃｕメッキ層５２の主表面に対し該主表面の外周縁内側に収まるように形成され、該Ｃｕメッキ層５２のＮｉメッキ層５３に覆われていない主表面外周縁部５２ｐに面粗し処理が施されている。ソルダーレジスト層８、１８は、開口８ａ、１８ａの内周縁部にて、Ｃｕメッキ層５２の面粗し処理が施された主表面外周縁部５２ｐと接してなる。また、金属端子パッド１０、１７、１１０のＮｉメッキ層５３は、Ｃｕメッキ層５２の主表面の、ソルダーレジスト層８の開口内部に位置する領域にのみ形成されてなる。さらに、Ｎｉメッキ層５３は、Ａｕメッキ層５４にて覆われている。
【００３１】
なお、複数の金属端子パッド１０、１１０、１７は、一部のものが、内層導体層７に導通しない、電気的に孤立したフローティングパッド１１０として構成されている。本実施形態では、第一配線積層部Ｌ１側にフローティングパッド１１０が形成されているが、第二配線積層部Ｌ２側にもフローティングパッドを形成可能である。なお、該フローティングパッド１１０には無電解Ｎｉメッキ層５３が形成されているが、第二配線積層部Ｌ２側にフローティングパッドが形成された場合（図示せず）には、電解Ｎｉメッキ層５３は形成されない。回路設計上は、内層導体層７に導通する金属端子パッド１０、１７（以下、非フローティングパッドという）のみが重要であるが、これらのパッドだけでは、フリップチップ接続やＢＧＡ（あるいはＰＧＡ）接続に適した格子状配列を完備するのに十分な個数や配列が実現できない場合があり、例えば基板の一部領域にパッドが偏って配置されることもありえる。この場合、集積回路チップをフリップチップ接続したり、基板１自体をマザーボードにＢＧＡ（あるいはＰＧＡ）接続したりしたとき、荷重分布が不均一となって接続不良等の原因となる場合がある。そこで、非フローティングパッドだけでは完備できないパッドの格子状配列を、上記のごときフローティングパッド１１０で補うことが、安定な接続状態を実現する上で望ましいといえる。
【００３２】
本実施形態では、後述の通り、第二配線積層部Ｌ２のパッドには、第一配線積層部Ｌ１側のパッド１０からスルーホール導体３０を介して通電することにより電解Ｎｉメッキ層５３が形成されるが、第二配線積層部Ｌ２側にフローティングパッドが形成された場合（図示せず）には、スルーホール導体３０が導通していないので、もし該フローティングパッドにも電解Ｎｉメッキ層５３を形成しようとすると、導通路を別途考慮して２度の電解Ｎｉメッキ工程を実施しなければならない。しかし、本実施形態では、該フローティングパッドの電解Ｎｉメッキ層が省略され、工程の大幅な簡略化が図られている。フローティングパッドは、上記の形成目的からも明らかな通り、半田との電気的な導通状態は特に重要でないので、電解Ｎｉメッキ層が省略されていても差し支えないのである。なお、第一配線積層部Ｌ１側にフローティングパッドを形成する場合は、後述のように、無電解メッキ処理によって行うので、該フローティングパッドにも無電解Ｎｉメッキ層を容易に形成できる。
【００３３】
以下、配線基板１の製造工程について説明する。
まず、既に説明した周知のビルドアップ法等により、板状コア２の両主表面に、配線積層部Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ形成する。その後、各配線積層部Ｌ１、Ｌ２についてパッド形成工程を実施する。まず、図６の工程１に示すように、第一配線積層部Ｌ１及び第二配線積層部Ｌ２の各第一主表面ＣＰに、複数の金属端子パッドの形成予定領域を互いに連結する形で、メッキ導通路をなすメッキ用下地導電層５１をそれぞれ形成する。本実施形態では、メッキ用下地導電層５１を無電解Ｃｕメッキ（厚さ：例えば０．４μｍ以上２μｍ以下）により、第一主表面ＣＰの全面に形成している。
【００３４】
次に、第一配線積層部Ｌ１及び第二配線積層部Ｌ２のそれぞれについて、メッキ用下地導電層５１の金属端子パッドの形成予定領域にＣｕメッキ層５２（厚さ：例えば１０μｍ以上３０μｍ以下）を選択的に形成する（Ｃｕメッキ工程）。具体的には、メッキ用下地導電層５１を、フォトレジスト等からなるマスク材６１にて、周知のフォトリソグラフィー工程により、金属端子パッド１０、１１０、１７の形成予定領域が露出するように覆い、その後Ｃｕメッキを行う。このＣｕメッキは、本実施形態ではメッキ用下地導電層５１を電流供給路して用いる電解Ｃｕメッキにより行なっているが、無電解Ｃｕメッキにより行なうことも可能である。
【００３５】
図５に示すように、配線基板１は、中間製品１’の段階では複数個のものが縦横に一体化された大判の状態で製造され、各メッキ層の形成も全ての中間製品１’について一括して行われる。また、後述の電解Ｎｉメッキ用の給電部６０を、中間製品１’の大判の集合体の外周縁に沿って同様のＣｕメッキ層により形成してある。図５からも明らかなように、第二配線積層部Ｌ２（及び第一配線積層部Ｌ１）の第一主表面ＣＰに形成されるメッキ用の導通路が、メッキタイバーではなくベタのメッキ用下地導電層５１で形成される点が重要である。
【００３６】
Ｃｕメッキ工程が終了したら、工程２に示すように、各配線積層部Ｌ１、Ｌ２の第一主表面において、パッド用のＣｕメッキ層５２は覆い、それらパッド用のＣｕメッキ層５２間に形成されたメッキ用下地導電層５１は覆わないように第一エッチング保護層６４（例えば、フォトレジスト層からなる）をフォトリソグラフィー工程により形成する。その状態で、金属端子パッド１０、１７、１１０の形成予定領域以外の領域に形成された不要なメッキ用下地導電層５１を、過硫酸ナトリウム溶液や過酸化水素／硫酸混合液等のエッチング液を用いて、化学エッチングにより除去する。
【００３７】
次に、工程３に示すように、上記のメッキ用下地導電層５１の除去に続いて、Ｃｕメッキ層５２の表面に面粗し処理を行う（面粗し処理）。該面粗し処理は、例えばクロム酸系の処理液を用いて行うことができる。なお、面粗し処理を、メッキ用下地導電層５１の除去に先立って（つまり、マスク材６４の形成前に）行うことも可能である。
【００３８】
上記面粗し工程の終了後に、図７の工程４に示すように、各配線積層部Ｌ１、Ｌ２の第一主表面をソルダーレジスト層８にて覆う（第一ソルダーレジスト形成工程）。具体的には、感光性樹脂からなるソルダーレジストフィルムを用いたフォトリソグラフィー工程により、金属端子パッド１０、１７、１１０を個別に露出させるための開口８ａを有し、かつ該開口８ａの内周縁が金属端子パッド１０、１７、１１０の主表面外周縁よりも内側に張り出して位置するように、ソルダーレジスト層８のパターニングを行う。これにより、該開口８ａの内周縁部にて、Ｃｕメッキ層５２の面粗し処理が施された主表面外周縁部５２ｐは、当該ソルダーレジスト層８と直接接触した形で覆われることとなる。
【００３９】
次いで、工程５に示すように、ソルダーレジスト層８が形成された第一配線積層部Ｌ１側の第一主表面ＣＰの全面に、メッキ用被覆導電層５５を形成する。本実施形態では、メッキ用被覆導電層５５をスパッタ法（Ｃｕにて構成、厚さ：例えば０．２μｍ以上０．５μｍ以下）により、第一主表面ＣＰの全面に形成している。なお、第二配線積層部Ｌ２側の第一主表面ＣＰの全面をマスク材で覆った後、無電解メッキにより、第一配線積層部Ｌ１側の第一主表面ＣＰの全面にメッキ用被覆導電層５５を形成することも可能である。
【００４０】
上記メッキ用被覆導電層５５を形成した後、図８の工程６に示すように、メッキ用被覆導電層５５が形成された第一配線積層部Ｌ１の第一主表面ＣＰの全面を覆うように第一マスク材６３を形成する。そして、その状態で、工程７に示すように、第二配線積層部Ｌ２側の金属端子パッド１７の形成予定領域に形成されたＣｕメッキ層５２上に電解Ｎｉメッキ層５３及び電解Ａｕメッキ５４を形成する。具体的には、第一配線積層部Ｌ１側のメッキ用被覆導電層５５を電流供給路として、それらメッキ用被覆導電層５５にて連結される第二配線積層部Ｌ２側のＣｕメッキ層５２にそれぞれスルーホール導体３０を介して導通する第一配線積層部Ｌ１側のＣｕメッキ層５２にメッキ電流を供給することにより、当該Ｃｕメッキ層５２のソルダーレジスト層８に覆われた主表面外周縁部５２ｐを除いた領域に、電解Ｎｉメッキ層５３及び電解Ａｕメッキ層５４を形成する。前述の通り、スルーホール導体３０が随伴しない、フローティングパッド用のＣｕメッキ層５２には電解メッキが施されない。
【００４１】
電解Ｎｉメッキは、第一配線積層部Ｌ１側の給電部６０を介して通電用端子６４から電流供給することにより行う。使用する電解Ｎｉメッキ浴としては、周知のスルファミン酸浴やワット浴を使用できるが、Ｎｉ金属源となる原料（スルファミン酸浴ではスルファミン酸Ｎｉ、ワット浴では硫酸Ｎｉ）として、コバルトをなるべく含有しないもの（例えば３質量％未満：望ましくは検出限界以下）を用い、リン化合物系の添加物は使用しないようにする。
【００４２】
電解メッキ工程が終了すれば、図９の工程８に進み、第一配線積層部Ｌ１側に形成されている第一マスク材６３を除去し、第二配線積層部Ｌ２側の第一主表面ＣＰの全面を覆うように第二マスク材６５を形成する。そして、工程９に進み、第一配線積層部Ｌ１の第一主表面ＣＰに形成されたメッキ用被覆導電層５５を化学エッチングにより除去する。そして、第一配線積層部Ｌ１側のＣｕメッキ層５２の主表面のうち、ソルダーレジスト層８の開口８ａ内に露出した部分上に、無電解Ｎｉメッキ層５３及び無電解Ａｕメッキ層５４をこの順に形成する。
【００４３】
そして、無電解Ｎｉメッキ層５３及び無電解Ａｕメッキ層５４の形成が終了した後、工程１０に示すように、第二配線積層部Ｌ２側に形成されていマスク材６５を除去する。その後、図５のように大判状態で一体化された中間製品１’を、カッターを用いてストリッピングし、余分な給電部６０等を除去すれば、完成状態の配線基板１が得られる。
【００４４】
従来、電解Ｎｉメッキを用いたパッド形成工程では、図１０に示すように、パッド形成面上に、各パッド１０に接続するメッキタイバー２０２を複雑に入り組んだ形で形成する必要があった。この方式では、パッド１０間にメッキタイバー２０２を挿入するためのスペースを確保しなければならないので、パッド１０の配列間隔を一定以上には縮小できなくなり、基板面積の増大を引き起こしやすくなるとともに、設計上の制約も非常に大きくなる問題があった。また、メッキタイバー２０２は、末端が電気的に開放した不要な導通路として、最終的にはパッド１０に付随した形で基板上に残留し、基板の耐ノイズ性が悪化したり、パッド１０を含んだ伝送経路のインピーダンス不整合を将来するもととなっていた。しかし、上記の工程によると、図５に示すように、パッド１０が電解Ｎｉメッキ層を含んでいるにも拘らず、配線積層部Ｌ１の第一主表面ＣＰからは、メッキタイバーなどの、末端が電気的に開放した不要な導通路が完全に排除できる。その結果、該不要な導通路による基板の耐ノイズ性の悪化や、パッド１０を含んだ伝送経路のインピーダンス不整合を効果的に防止できる。そして、不要な導通路が設けられない分、パッド間のスペースも節約でき、基板のコンパクト化に寄与できる。また、図８のように、配線レイアウトの複雑化も生じにくいので、設計上の制約も少なくなる。そして、金属端子パッド１０を構成するＮｉメッキ層が、リンや水素の含有率を低くできる電解メッキ層として構成されているから、半田に対するぬれ性や密着性の向上も同時に達成できる。
【００４５】
そして、配線基板１においては、各配線積層部Ｌ１、Ｌ２において、該Ｃｕメッキ層５２のＮｉメッキ層５３に覆われていない主表面外周縁部５２ｐに面粗し処理が施され、その面粗し処理が施されたＣｕめっき層５２の主表面外周縁部５２ｐに、ソルダーレジスト層８、１８の開口８ａ、１８ａの内周縁部が接した構造となる。これにより、ソルダーレジスト層８、１８の開口内周縁部とＣｕめっき層５２の主表面外周縁部５２ｐとの密着性が向上し、特に半田リフロー等の熱サイクルが加わった場合においても、開口内周縁部にてソルダーレジスト層８、１８のはがれ等が生じにくくなり、ひいては良好な半田接続状態を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の一実施形態を示す平面図。
【図２】同じく裏面図。
【図３】本発明の配線基板の断面構造の一例を示す図。
【図４】その要部を示す断面模式図。
【図５】メッキ用下地導電層の形成形態を示す平面模式図。
【図６】本発明の配線基板の製造方法の一例を示す工程説明図。
【図７】図６に続く工程説明図。
【図８】図７に続く工程説明図。
【図９】図８に続く工程説明図。
【図１０】従来の配線基板の製造方法の問題点を示す図。
【符号の説明】
１ 配線基板
６ 誘電体層
７ 内層導体層
８、１８ ソルダーレジスト層
８ａ、１８ａ 開口
Ｌ１、Ｌ２ 配線積層部
ＣＰ 第一主表面
１０、１１０、１７ 金属端子パッド
３０ スルーホール導体
３４ ビア
５１ メッキ用下地導電層
５２ Ｃｕメッキ層
５２ｐ 主表面外周縁部
５３ Ｎｉメッキ層
５４ Ａｕメッキ層
５５ メッキ用被覆導電層
６１〜６３ マスク材
１１０ フローティングパッド

Claims (6)

1. 第一主表面が誘電体層にて形成されるように、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線積層部と、該配線積層部の前記誘電体層にて形成された第一主表面上に配置される複数の金属端子パッドとを有し、それら金属端子パッドの少なくとも一部のものが、前記配線積層部内に位置する内層導体層にビアを介して導通した構造を有し、
   前記配線積層部として、板状コアの第一主表面に形成される第一配線積層部と、同じく第二主表面に形成される第二配線積層部とが設けられ、それぞれ前記金属端子パッドが設けられ、前記第一配線積層部の前記金属端子パッドと、前記第二配線積層部の前記金属端子パッドとが、前記板状コアに設けられたスルーホール導体にて接続されてなり、且つ、前記第一配線積層部側の前記金属端子パッドを集積回路チップなどをフリップチップ接続するためのパッドとして利用し、前記第二配線積層部側の前記金属端子パッドを配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により接続するためのパッドとして利用する配線基板の製造方法であって、
   前記金属端子パッドを、前記第一主表面側からＣｕメッキ層、Ｎｉメッキ層及びＡｕメッキ層がこの順序で積層されたものとして形成するために、
   前記第一配線積層部及び前記第二配線積層部の第一主表面の、前記複数の金属端子パッドの形成予定領域に、Ｃｕメッキ層を電気的に分離された形で形成するＣｕメッキ工程と、
   前記Ｃｕメッキ層の主表面を面粗し処理する面粗し工程と、
   該面粗し工程の終了後に、前記第一配線積層部及び前記第二配線積層部の第一主表面に、開口を有するソルダーレジスト層を、該開口の内周縁部にて、前記Ｃｕメッキ層の前記面粗し処理が施された主表面外周縁部が当該ソルダーレジスト層にて覆われるように形成するソルダーレジスト形成工程と、
   該ソルダーレジスト層が形成された前記第一配線積層部の第一主表面において、前記複数の金属端子パッドを互いに連結する形でメッキ用被覆導電層を形成するメッキ用被覆導電層形成工程と、
   該メッキ用被覆導電層形成工程終了後に、前記メッキ用被覆導電層が形成された前記第一配線積層部の第一主表面の全面を覆うように第一マスク材を形成する第一マスク材形成工程と、
   該第一マスク材形成工程後に、前記第一配線積層部側の前記メッキ用被覆導電層を電流供給路として、それらメッキ用被覆導電層にて連結される第一配線積層部側のＣｕメッキ層にそれぞれ前記スルーホール導体を介して導通する前記第二配線積層部側のＣｕメッキ層にメッキ電流を供給することにより、前記第二配線積層部側のＣｕメッキ層のうち、前記ソルダーレジスト層に覆われた主表面外周縁部を除いた領域に電解Ｎｉメッキ層及び電解Ａｕメッキ層をこの順に形成する電解メッキ工程と、
   該電解メッキ工程後に、前記第一配線積層部の第一主表面に形成されていた前記第一マスク材を除去し、前記第二配線積層部の第一主表面の全面を覆うように第二マスク材を形成する第二マスク材形成工程と、
   該第二マスク材形成工程後に、前記第一配線積層部の第一主表面に形成されていた前記メッキ用被覆導電層を除去するメッキ用被覆導電層除去工程と、
   該メッキ用被覆導電層除去工程後に、前記第一配線積層部側のＣｕメッキ層のうち、前記ソルダーレジスト層に覆われた主表面外周縁部を除いた領域に無電解Ｎｉメッキ層及び無電解Ａｕメッキ層をこの順に形成する無電解メッキ工程と、該無電解メッキ工程後に、前記第二配線積層部の第一主表面の、前記第二マスク材を除去する第二マスク材除去工程と、
   を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記メッキ用被覆導電層形成工程において、前記メッキ用被覆導電層は、スパッタ法により、前記ソルダーレジスト層が形成された前記第一配線積層部の第一主表面の全面を被覆するよう形成される請求項１に記載の配線基板の製造方法。
3. 前記メッキ用被覆導電層形成工程において、前記メッキ用被覆導電層は、前記第二配線積層部の第一主表面の全面をマスク材により保護し、無電解メッキを施すことにより、前記ソルダーレジスト層が形成された前記第一配線積層部の第一主表面の全面を被覆するよう形成される請求項１に記載の配線基板の製造方法。
4. 前記Ｃｕメッキ工程において、前記金属端子パッド形成予定領域が露出するように、前記第一配線積層部及び前記第二配線積層部の第一主表面をマスク材にて覆い、その状態で前記Ｃｕメッキを行う請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
5. 前記Ｃｕメッキ工程に先立って、前記第一配線積層部及び前記第二配線積層部の第一主表面において、前記複数の金属端子パッドの形成予定領域を互いに連結する形でメッキ用下地導電層を形成するメッキ用下地導電層形成工程を実施し、
   次いで前記Ｃｕメッキ工程において、前記複数の金属端子パッドの形成予定領域に、Ｃｕメッキ層を電解Ｃｕメッキにより選択的に形成し、
   その後、パッド用の前記Ｃｕメッキ層は覆い、それらパッド用のＣｕメッキ層間に形成された前記メッキ用下地導電層は覆わないように第一エッチング保護層を形成し、その状態で前記メッキ用下地導電層を選択的にエッチングする請求項４に記載の配線基板の製造方法。
6. 前記複数の金属端子パッドの一部のものを、前記内層導体層に導通しない、電気的に孤立したフローティングパッドとして構成するとともに、前記第二配線積層部側の該フローティングパッドには前記電解Ｎｉメッキ層を形成しない請求項１ないし５のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。

Images