JP2004327940A - Wiring board and its manufacturing process - Google Patents

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JP2004327940A JP2003124389A JP2003124389A JP2004327940A JP 2004327940 A JP2004327940 A JP 2004327940A JP 2003124389 A JP2003124389 A JP 2003124389A JP 2003124389 A JP2003124389 A JP 2003124389A JP 2004327940 A JP2004327940 A JP 2004327940A
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Haruhiko Murata
晴彦 村田
Kazuhisa Sato
和久 佐藤
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring board exhibiting excellent electrical characteristics and connection reliability and having a structure advantageous to compaction. <P>SOLUTION: The wiring board 11 comprises a substrate 12, a first major surface side connection terminal 17, and a second major surface side connection terminal 18. The first major surface side connection terminal 17 has such a structure as an electroless gold plating layer 26 is formed on a copper layer 23 through an electrolytic plating layer 29 and is solder jointed to the connection terminal 76 of an electronic component 15 mounted on the first major surface 13 side of the substrate 12. The second major surface side connection terminal 18 has such a structure as an electroless gold plating layer 30 is formed directly on a copper layer 24 and has a larger area than the first major surface side connection terminal 17 and is solder jointed to the connection terminal of another substrate 61 supporting the second major surface 14 of the substrate 12. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板及びその製造方法に係り、特には配線基板両面におけるパッド構造に特徴を有する配線基板及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ICチップやLSIチップ等を配線基板上に搭載した構造の半導体パッケージがよく知られている。通常、半導体パッケージにおける配線基板の第1主面には、LSIチップとの接続を図るためにフリップチップ用パッドが複数配置されている。第2主面側には、マザーボードとの接続を図るために例えばBGA(ボールグリッドアレイ)用パッド等が複数配置されている。これら2種のパッドは、配線基板内に設けられた内部導体回路を介して互いに導通している。内部導体回路は良導体である銅を用いて構成されるのが一般的であり、上記2種のパッドもその本体部分は銅めっき層として形成される。しかし、これらのパッドは接続時にはんだと接触するので、はんだとの結合力及びぬれ性を向上させるために、その表面には金めっきが施される。
【0003】
ところで、前記パッドの本体部分をなす銅めっき層は耐食性がそれほど良好であるとはいえず、表面が酸化層などで覆われていると、銅めっき層と金めっき層との密着性が悪化する可能性がある。そこで、銅めっき層を形成した後、銅との密着性が良好なニッケルめっき層を形成し、そのニッケルめっき層上に金めっき層を形成するパッド構造が広く採用されている。ニッケルめっき層の形成方法としては、電解ニッケルめっき法、無電解ニッケルめっき法の2種類が従来知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−4098号公報(図4等)
【0005】
【特許文献2】
特開2001−339140号公報(図2等)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
無電解ニッケルめっき法によると、互いに電気的に絶縁された複数のパッドに対しても、比較的簡単にニッケルめっき層を形成することができる。しかしながら、一般に使用されている無電解ニッケルめっき浴には、還元剤として次亜リン酸ソーダなどのリン酸化合物が添加されているため、ニッケルめっき層中に4〜8質量%もの比較的多量のリンが必然的に含まれてしまう。そして、金めっき層上にSn−Pb合金からなるはんだを接触させると、金めっき層を溶かし込んだはんだが、下地ニッケルめっき層と接触することがある。このとき、ニッケルめっき層中にリンが多量に含まれていると、はんだ界面に脆い層が生じてしまう。BGA用パッドはフリップチップ用パッドに比較して大面積であり、しかもマザーボード側と接触する面積も大きいため、マザーボード接続時に加熱・冷却を行うとBGA用パッドの接続部分に特に熱応力が集中しやすい。従って、当該接続部分に破断等が発生して断線不良を起しやすく、このことが配線基板の接続信頼性を低下させる1つの原因となっている。
【0007】
その点、電解ニッケルめっき法では、リンを含む還元剤を使用しないので密着性の良好なニッケルめっき層が得られるという利点がある。従って、かかる電解ニッケルめっき法により、上記2種のパッドを形成すればよいとも考えられる。しかしながら、従来の電解ニッケルめっきを用いたパッド形成工程では、パッドが形成される絶縁層の表面上に、パッドに接続するめっき用導通路(いわゆるめっきタイバー)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、パッド間にめっき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思うように縮小できなくなり、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という問題がある。また、めっきタイバーは、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、当該部分がノイズ収拾源となって、基板の耐ノイズ性を悪化させたり、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。そのため、電気的特性に優れた半導体パッケージを実現しにくくなるという欠点がある。
【0008】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気的特性及び接続信頼性に優れるとともに、コンパクト化に有利な構造を有する配線基板を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記の優れた配線基板を比較的簡単に得ることができる好適な製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そして、上記課題を解決するための手段としては、第1主面及び第2主面を有する略板形状の基板と、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有し、前記基板の前記第1主面側に搭載される電子部品の接続端子とはんだ接続するための第1主面側接続端子と、銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有し、前記第1主面側接続端子よりも大面積であり、前記基板の前記第2主面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するための第2主面側接続端子とを備えたことを特徴とする配線基板がある。
【0010】
従って、この発明の配線基板では、第1主面側接続端子よりも大面積の第2主面側接続端子については、銅層と金めっき層との間にニッケルめっき層を介在させずに、銅層上に無電解金めっき層を直接形成する構造を採用している。このため、銅層と無電解金めっき層との間に例えば無電解ニッケルめっき層を介在させた場合の不利益が解消される。つまり、無電解ニッケルめっき層中にリンが多量に含まれることに起因するはんだ界面での脆弱層の発生が未然に防止され、ひいては接続部分の破断による断線不良の発生が防止される。ゆえに、配線基板の接続信頼性を向上させることができる。
【0011】
一方、第1主面側接続端子については、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有しているので、はんだとの結合力及びぬれ性が向上し、しかも無電解ニッケルめっき層がバリア層として働くため銅層と無電解金めっき層との密着性も向上する。なお、無電解ニッケルめっき層を有する構造であるがゆえ、はんだ界面での脆弱層の発生が憂慮されるが、第1主面側接続端子は、第2主面側接続端子よりも小面積でありしかも電子部品側と接触する面積もそれほど大きくはない。このため、接続時に加熱・冷却を行っても第1主面側接続端子の接続部分に集中する熱応力は、第2主面側接続端子の接続部分に集中する熱応力ほど大きくなく、第1主面側接続端子の接続部分における破断等の発生率はそもそも小さい。つまり、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造による不利益よりも、むしろ当該構造による利益のほうが大きい。ゆえに、結果的には電子部品の接続端子とのはんだ接続を確実に行うことができ、もって配線基板の接続信頼性を向上させることができる。
【0012】
さらに、本発明の配線基板は電解ニッケルめっき層を有しないので、めっきタイバーなどの末端が電気的に開放した不要な導通路は、配線基板上から排除されている。その結果、不要な導通路による基板の耐ノイズ性の悪化や、伝送経路のインピーダンス不整合を効果的に防止することができ、配線基板の電気的特性を向上させることができる。そして、不要な導通路が設けられない分、接続端子間スペースも小さくすることができ、基板の外形寸法のコンパクト化に寄与することができる。しかも、配線レイアウトも複雑化しにくくなるので、設計上の制約も少なくなり、製造しやすい配線基板構造となる。
【0013】
本発明の配線基板は、第1主面及び第2主面を有する略板形状の基板を備えており、前記基板は絶縁層と導体とを含んで構成されている。前記基板の主体部分を構成する材料としては、樹脂、セラミック、金属などを挙げることができる。これらの材料はコスト性、孔加工の容易性、導電性などを考慮して適宜選択される。
【0014】
基板に使用される好適な樹脂としては、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド−トリアジン樹脂)、PPE樹脂(ポリフェニレンエーテル樹脂)等が挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維(ガラス織布やガラス不織布)やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。あるいは、連続多孔質PTFE等の三次元網目状フッ素系樹脂基板にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料を使用してもよい。
【0015】
基板に使用される好適なセラミックとしては、例えば、アルミナ、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料等がある。
【0016】
基板に使用される好適な金属としては、例えば、銅板や銅合金板、銅以外の金属単体や銅以外の金属合金などが挙げられる。銅合金としては、アルミニウム青銅(Cu−Al系)、りん青銅(Cu−P系)、黄銅(Cu−Zn系)、キュプロニッケル(Cu−Ni系)などがある。銅以外の金属単体としては、アルミニウム、鉄、クロム、ニッケル、モリブテンなどがある。銅以外の合金としては、ステンレス(Fe−Cr系、Fe−Cr−Ni系などの鉄合金)、アンバー(Fe−Ni系合金、36%Ni)、いわゆる42アロイ(Fe−Ni系合金、42%Ni)、いわゆる50アロイ(Fe−Ni系合金、50%Ni)、ニッケル合金(Ni−P系、Ni−B系、Ni−Cu−P系)、コバルト合金(Co−P系、Co−B系、Co−Ni−P系)、スズ合金(Sn−Pb系、Sn−Pb−Pd系)などがある。
【0017】
前記基板における内層や外層には導体(配線パターンやビア導体など)が設けられるとともに、それら導体は前記絶縁層によって互いに隔てられている。かかる導体は、基板の片側面において1層のみ配置されていてもよいほか、基板の片側面において2層以上配置されていてもよい。この場合、基板の片側面に導体と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるビルドアップ層が形成されていてもよい。
【0018】
前記導体は主として銅からなり、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成される。具体的にいうと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっきなどの手法が適用される。なお、スパッタやCVD等の手法により薄膜を形成した後にエッチングを行うことで導体を形成したり、導電性ペースト等の印刷により導体を形成したりすることも可能である。
【0019】
前記基板の最表層には、基板の第1主面及び第2主面のうちの少なくともいずれかを覆うことで外層の導体を保護するソルダーレジストが配置されていてもよい。かかるソルダーレジストとしては、例えば熱硬化性樹脂が好適である。前記ソルダーレジストは、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択されることができる。熱硬化性樹脂の好適例としては、EP樹脂(エポキシ樹脂)、PI樹脂(ポリイミド樹脂)、BT樹脂(ビスマレイミド−トリアジン樹脂)、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ポリエステル樹脂、けい素樹脂等がある。
【0020】
前記配線基板は、基板の第1主面側に搭載される電子部品の接続端子とはんだ接続するための第1主面側接続端子を備えている。
【0021】
前記電子部品の好適例としては、裏面に複数の電極(接続端子)を有する半導体集積回路チップなどを挙げることができる。この場合、前記第1主面側接続端子は、前記電子部品である半導体集積回路チップの接続端子とはんだ接続するための複数のフリップチップ用パッドであることがよい。前記電子部品としては、チップ部品(例えばチップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップキャパシタ、チップコイルなど)などであってもよく、能動部品でも受動部品でも構わない。
【0022】
前記第1主面側接続端子がフリップチップ用パッドである場合、当該パッドは、通常、半導体集積回路チップの有する接続端子の数、位置、大きさ(面積)、接続端子間ピッチ等に合わせて形成される。通常、フリップチップ用パッドは、基板の第1主面上の略中央部にある電子部品搭載領域内(いわゆるダイエリア内)にて格子状または千鳥状に配置される。なお、配線基板がいわゆる多数個取り用の配線基板であるような場合には、かかる電子部品搭載領域は基板の第1主面上の複数箇所に設定されていてもよい。
【0023】
前記第1主面側接続端子は基本的に3種の異なる金属を積層してなる構造を有し、具体的には、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有している。銅層は、第1主面側接続端子のいわば本体部分であって、無電解ニッケルめっき層及び無電解めっき層よりも厚く形成されている。無電解ニッケルめっき層は、銅層表面の酸化防止を図るとともに、銅層と無電解金めっき層とを隔てるバリア層としての役割を有している。かかる無電解ニッケルめっき層は1.00μm以上10.00μm以下の厚さに形成されることがよい。無電解金めっき層は、無電解ニッケルめっき層よりも薄く、具体的には0.01μm以上1.00μm以下の厚さで形成されることがよい。
【0024】
前記配線基板は、前記基板の前記第2主面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するための第2主面側接続端子をさらに備えている。前記第2主面側接続端子は、前記別の基板の接続端子とはんだボールを介して接続するための複数のボールグリッドアレイ用パッド(BGA用パッド)であることがよい。なお、第2主面側接続端子は、ピンが取り付けられるピングリッドアレイ用パッド(PGA用パッド)や、ボールやピンが特に取り付けられないランドグリッドアレイ用パッド(LGA用パッド)等であってもよい。
【0025】
前記第2主面側接続端子がボールグリッドアレイ用パッドである場合、当該パッドは、通常、マザーボード等のような別の基板の有する接続端子の数、位置、大きさ(面積)、接続端子間ピッチ等に合わせて形成される。従って、第2主面側接続端子の面積及び接続端子間ピッチは、第1主面側接続端子の面積及び接続端子間ピッチよりも相当大きく形成されている。さらに、第2主面における第2主面側接続端子の占有率(即ち、(第2主面側接続端子の面積の総和/第2主面の面積)×100(%))は、第1主面における第1主面側接続端子の占有率(即ち、(第1主面側接続端子の面積の総和/第1主面の面積)×100(%))に比べて、相当大きくなっている。前記第2主面側接続端子は、通常、第2主面の外周部にて列状に配置され、あるいは外周部を含む第2主面のほぼ全域にて格子状または千鳥状に配置される。ちなみに、面積、接続端子間ピッチ、面占有率が相対的に大きい第2主面側接続端子のほうが、面積、接続端子間ピッチ、面占有率が相対的に小さい第1主面側接続端子に比べて、加熱・冷却時に熱応力の影響を受けやすい。
【0026】
前記第2主面側接続端子は基本的に2種の異なる金属を積層してなる構造を有し、具体的には、銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有している。銅層は、第2主面側接続端子のいわば本体部分であって、無電解金めっき層よりも厚く形成されている。かかる無電解金めっき層は、具体的には0.01μm以上1.00μm以下の厚さで形成されることがよい。
【0027】
前記配線基板は、前記第1主面側接続端子及び前記第2主面側接続端子を導通する内部導体回路を備えている。内部導体回路は上記のごとく基板の内部に設けられていて、具体的には配線パターンやビア導体などがこれに該当する。
【0028】
前記第1主面側接続端子がフリップチップ用パッドである場合、複数のフリップチップ用パッドのうち一部のパッドが、前記内部導体回路に導通しない電気的に孤立したフローティングパッドであってもよい。説明の便宜上、内部導体回路に導通しており電気的に孤立していないパッドのことを、ノンフローティングパッドと呼ぶことにする。
【0029】
回路設計上は、ノンフローティングパッドのみが重要であるが、当該パッドだけでは、フリップチップ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当該パッドが偏って配置されることもありうる。この場合、半導体集積回路チップをフリップチップ接続したときに、荷重分布が不均一となって接続不良等の原因となることがある。そこで、ノン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、上記のごとく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。
【0030】
そこで、前記フローティングパッドについても、銅層上に無電解金めっき層を形成した構造とすることがよく、特には銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造とすることがよい。このようなパッド構造を採用すれば、フローティングパッドについても、はんだとの結合力及びぬれ性を向上させ、かつ銅層と無電解金めっき層との密着性を向上させることができる。ゆえに、電子部品の接続端子との接合強度が高くなり、もって配線基板の接続信頼性をよりいっそう向上させることができる。また、第1主面にて露出するパッドの色も統一され、外観的にも向上する。
【0031】
また、上記課題を解決するための別の手段としては、第1主面及び第2主面を有する略板形状の基板と、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有し、前記基板の前記第1主面側に搭載される電子部品の接続端子とはんだ接続するための第1主面側接続端子と、銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有し、前記第1主面側接続端子よりも大面積であり、前記基板の前記第2主面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するための第2主面側接続端子とを備えた配線基板の製造方法において、無電解ニッケルめっきを行い、前記第1主面側の前記銅層の表面上に前記無電解ニッケルめっき層を形成する無電解ニッケルめっき工程と、無電解金めっきを行い、前記第1主面側の前記無電解ニッケル層の表面上に前記無電解金めっき層を形成する第1金めっき工程と、無電解金めっきを行い、前記第2主面側の前記銅層の表面上に前記無電解金めっき層を直接形成する第2金めっき工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法がある。
【0032】
あるいは、同じ構成の配線基板の製造方法において、無電解ニッケルめっきを行い、前記第1主面側の前記銅層の表面上に前記無電解ニッケルめっき層を形成する無電解ニッケルめっき工程と、金めっきを行い、前記第1主面側の前記電解ニッケル層の表面上に前記無電解金めっき層を形成し、かつ、前記第2主面側の前記銅層の表面上に前記無電解金めっき層を直接形成する両面同時金めっき工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法もある。
【0033】
従って、これらの製造方法によれば、銅層上に金属層を形成する手法としてそもそも無電解めっきのみを採用しているため、めっきタイバーが不要であり、完成した配線基板に不要な導通路が残らない。よって、不要な導通路による基板の耐ノイズ性の悪化や、伝送経路のインピーダンス不整合を効果的に防止することができ、配線基板の電気的特性を向上させることができる。そして、不要な導通路が設けられない分、接続端子間スペースも小さくすることができ、基板の外形寸法のコンパクト化に寄与することができる。しかも、配線レイアウトも複雑化しにくくなるので、設計上の制約も少なくなり、製造しやすい配線基板構造となる。また、めっきタイバーの後付け形成及び除去という工程がない分、全体的に工程が簡略化される。
【0034】
以上のことから、これらの製造方法によれば、電気的特性及び接続信頼性に優れるとともにコンパクト化に有利な構造を有する新規な配線基板を、比較的簡単に得ることができる。
【0035】
以下、上記製造方法について説明する。
【0036】
無電解ニッケルめっき工程では、前記第1主面側の前記銅層の表面上に前記無電解ニッケルめっき層を選択的に形成することを行う。使用するめっき浴は周知のものでよいが、リン化合物系の添加物の量が少ないものが望ましい。
【0037】
そして、無電解ニッケルめっき工程後に行われる第1金めっき工程では、無電解めっきを行い、前記第1主面側の前記無電解ニッケル層の表面上に前記無電解金めっき層を選択的に形成する。前記無電解金めっきの種類としては、例えば、強アルカリめっき浴を用いて行う還元めっきや、酸性または中性のめっき浴を用いて行う置換めっきなどを挙げることができる。無電解金めっきの利点は、例えば第1主面側にフローティングパッドがある場合であっても、当該パッドの表面にも金を析出させることができることである。ただし、好ましくは置換めっきを選択することがよい。その理由は、酸性または中性のめっき浴であればソルダーレジスト層等の樹脂層が侵蝕されにくく、しかも、樹脂層がめっき浴に溶解しにくいので安定した条件でめっきを行うことができるからである。
【0038】
ここで、前記無電解ニッケルめっき工程及び前記第1金めっき工程の前には、前記第2主面側を覆う第2主面側保護材を形成する第2主面側保護材形成工程をあらかじめ行っておくことがよい。このような第2主面側保護材を形成しておくと、第2主面側が覆われて確実に保護されることによりめっき浴が第2主面側に接触しなくなるため、第1主面側の所定部分にのみめっきを選択的に析出させることができる。よって、基板をめっき浴中に単純に浸漬する等の簡単な操作を行えばよく、しかも、必要としない部分に付着しためっきを除去する作業なども不要となる。従って、生産性の向上につながる。
【0039】
前記第2主面側保護材としては、第2主面側を覆うことが可能なものであればその材質や構造等は特に限定されないが、例えば、保護用ベースフィルムの片面に粘着剤層を有する保護テープなどが好適である。かかる保護テープは、貼付け作業及び引き剥がし作業を簡単に行うことができるという点で、有利だからである。なお、前記保護テープの代わりに、絶縁層形成用のドライフィルムなどを貼着するようにしてもよい。
【0040】
前記第2主面側保護材は、必ずしも第2主面の全体を覆う必要はなく、前記導電層における必要部分(例えば最終的に製品となる領域)のみを覆い、不必要部分部(最終的に製品とならない領域)を露出させた状態にしてもよい。このような第2主面側保護材は、前記無電解ニッケルめっき工程及び前記第1金めっき工程の後に除去される。
【0041】
ここで、前記無電解ニッケルめっき工程及び前記第1金めっき工程は、連続して行われることが望ましい。言い換えると、前記無電解ニッケルめっき工程を行った後、めっき以外の工程(例えば、強酸または強アルカリの液を用いて行われるめっき以外の工程など)を別段設けることなく、前記第1金めっき工程を行うことが望ましい。このように2種のめっきを連続的に行うようにすれば、下地となる無電解ニッケルめっき層が強酸または強アルカリの液に攻撃されなくなり、無電解ニッケルめっき層の粗化や薄層化が回避される。その結果、無電解ニッケルめっき層にバリア層としての機能が確保され、銅層と無電解金めっき層との好適な密着性が得られる結果、配線基板の接続信頼性を確実に向上させることができる。
【0042】
第2金めっき工程では、無電解金めっきを行い、前記第2主面側の前記銅層の表面上に前記無電解金めっき層を直接形成する。この段階で行う無電解金めっきとしては、とりわけ置換めっきを選択することが好ましい。前記第2金めっき工程の前には、前記第1主面側を覆う第1主面側保護材を形成する第1主面側保護材形成工程をあらかじめ行っておくことがよい。このような第1主面側保護材を形成しておくと、第1主面側が覆われて確実に保護されることによりめっき浴が第1主面側のめっき層に接触しなくなるため、第2主面側の所定部分にめっきを選択的に析出させることができる。よって、基板をめっき浴中に単純に浸漬する等の簡単な操作を行えばよく、しかも、必要としない部分に付着しためっきを除去する作業なども不要となる。従って、生産性の向上につながる。前記第1主面側保護材としては、第1主面側を覆うことが可能なものであればその材質や構造等は特に限定されないが、上述したような保護テープなどが好適である。そして、このような第1主面側保護材は、前記第2金めっき工程の後に除去される。
【0043】
あるいは、無電解ニッケルめっき工程を上記のごとく行った後、両面同時金めっき工程を行い、前記第1主面側の前記無電解ニッケル層の表面上に前記無電解金めっき層を形成し、かつ、前記第2主面側の前記銅層の表面上に前記無電解金めっき層を直接形成するようにしてもよい。この方法によれば、少なくとも第1主面側保護材形成工程及びそれを除去する第1主面側保護材除去工程を省略することができ、さらなる工程の簡略化及び生産性の向上を図ることが可能となる。なお「前記無電解ニッケル層の表面上に前記金めっき層を形成」するとは、前記無電解ニッケル層の表面上に直接前記無電解金めっき層を形成することを含むほか、前記無電解ニッケル層の表面上に既に無電解金めっき層が直接形成されておりその無電解金めっき層上にさらに無電解金めっき層を形成することも含む。
【0044】
また、上記の方法では、先に第1主面側に無電解ニッケルめっき及び無電解金めっきを行い、後で第2主面側に無電解金めっきを行っているが、この順序を逆にすることも許容される。即ち、第2金めっき工程→無電解ニッケルめっき工程→第1金めっき工程の順であってもよい。特に保護材を形成する場合においては、例えば、第1主面側保護材形成工程→第2金めっき工程→第1主面側保護材除去工程→第2主面側保護材形成工程→無電解ニッケルめっき工程→第1金めっき工程→第2主面側保護材除去工程の順であってもよい。
【0045】
そして、以上のようにして製造された配線基板の第1主面側に、半導体集積回路チップ等のような電子部品をはんだ接続し、さらに必要に応じて当該電子部品と配線基板との隙間をアンダーフィル材で樹脂封止する。この場合、電子部品と配線基板とがはんだによって互いに固定されるばかりでなく、アンダーフィル材によっても互いに固定された状態となる。よって、第1主面側接続端子の接続部分に熱応力が作用したときに破断が殆ど起こらなくなる。ゆえに、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造による不利益を確実に相殺することができる。
【0046】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
【0047】
以下、本発明を具体化した第1実施形態の配線基板11及びその製造方法を図1〜図11に基づき詳細に説明する。図1は、本実施形態の配線基板11を示す要部断面図である。図2は配線基板11のフリップチップ接続面(以下「FC接続面」とする。)を示す概略平面図、図3は配線基板11のボールグリッドアレイ接続面(以下「BGA接続面」とする。)を示す概略平面図である。図4〜図10は、本実施形態の配線基板11の製造工程を説明するための概略断面図である。図11は、本実施形態の配線基板11の製造工程を説明するためのフローチャートである。
【0048】
図1に示されるように、この配線基板11を構成する基板12は、平面視で略矩形状の多層板状部材であり、FC接続面13(第1主面)及びBGA接続面14(第2主面)を有している。図1において、FC接続面13(第1主面)は上側に位置し、BGA接続面14(第2主面)は下側に位置している。基板12のFC接続面13(第1主面)の表面は、ソルダーレジスト21によってほぼ全体的に覆われている。基板12のBGA接続面14(第2主面)の表面も、ソルダーレジスト22によってほぼ全体的に覆われている。
【0049】
図1,図2に示されるように、基板12のFC接続面13(第1主面)側においてその略中央部には、略矩形状のダイエリア(電子部品搭載領域)が設定されている。このダイエリアには、電子部品の一種である矩形状の半導体集積回路チップ16が搭載可能となっている。ダイエリア内には、半導体集積回路チップ16側との電気的な接続を図るためのFC用パッド17(第1主面側接続端子)が多数かつ格子状に形成されている(図2参照)。一方、基板12のBGA接続面14(第2主面)側には特に電子部品搭載領域は設定されておらず、その代わりにマザーボード61(別の基板)がはんだにより接続可能となっている。そのため、基板12のBGA接続面14のほぼ全域には、マザーボード61側の接続端子(図示略)と接続する第2主面側接続端子として、BGA用パッド18が多数かつ格子状に形成されている(図3参照)。
【0050】
第1主面側接続端子であるFC用パッド17は、銅層23上に無電解ニッケルめっき層29を介して無電解金めっき層26を形成した構造を有する。かかるFC用パッド17は、半導体集積回路チップ16のバンプ76とはんだ接続されるようになっている。ここでは、銅層23を30μm、無電解ニッケルめっき層29を6μm、無電解金めっき層26を0.05μmに設定している。
【0051】
一方、第2主面側接続端子であるBGA用パッド18は、置換めっきにより銅層24上に無電解金めっき層30を直接形成した構造を有しており、無電解ニッケルめっき層については有していない。かかるBGA用パッド18は、基板12のBGA接続面14(第2主面)側を支持するマザーボード61の接続端子とはんだ接続されるようになっている。ここでは、銅層24を30μm、無電解金めっき層30を0.05μmに設定している。つまり、この配線基板11の場合、表裏面におけるパッド構造が相違していて、一方が3層構造でありかつ他方が2層構造となっている。
【0052】
そして本実施形態では、BGA用パッド18はマザーボード側61の接続端子の大きさやピッチに合せて形成される一方、FC用パッド17は半導体集積回路チップ側16のバンプ76の大きさやピッチに合せて形成される。従って、個々のBGA用パッド18の直径及び面積は、個々のFC用パッド17の直径及び面積よりも大きくなっている。具体的には、個々のBGA用パッド18の直径は約600μmに設定され、個々のFC用パッド17の直径は約100μmに設定されている。また、隣接するBGA用パッド18,18間の中心間距離(即ちピッチ)は、隣接するFC用パッド17,17間の中心間距離(即ちピッチ)よりも大きくなっている。具体的には、BGA用パッド18,18間のピッチは約600μmに設定され、FC用パッド17,17間のピッチは約100μmに設定されている。さらに、BGA接続面14におけるBGA用パッド18の占有率は、FC接続面13におけるFC用パッド17の占有率に比べて相当大きくなっている。具体的には、BGA接続面14におけるBGA用パッド18の占有率は40%〜70%、FC接続面13におけるFC用パッド17の占有率は5%〜15%に設定されている。
【0053】
図1に示されるように、ソルダーレジスト21の所定箇所には、FC用パッド17を露出させる開口部25が形成されている。ソルダーレジスト22の所定箇所には、BGA用パッド18を露出させる開口部27が形成されている。FC用パッド17の表面上には、いわゆるC4バンプと呼ばれる略半球状のはんだバンプ28が形成されている。BGA用パッド18の表面上には、略球状のはんだボール62が形成されている。
【0054】
図1に示されるように、この基板12は、エポキシ樹脂を含浸したガラスクロスからなるコア材31をその中心部に備えている。コア材31の上面32及び下面33には、厚さ数十μmの銅からなる配線パターン34,35が形成されている。コア材31における複数箇所にはビア導体36が形成されている。かかるビア導体36は、コア材31の上面32側の配線パターン34と下面33側の配線パターン35とを接続導通している。なお、ビア導体36の内部は、導電性を有する閉塞体37で埋められている。
【0055】
コア材31の上面32及び下面33には、感光性エポキシ樹脂を用いて内層の樹脂絶縁層41,42が形成されている。樹脂絶縁層41の表面(即ち第1主面)上には、FC用パッド17のほかに配線パターン51も形成されている。樹脂絶縁層42の表面(即ち第2主面)上には、BGA用パッド18のほかに配線パターン52が形成されている。樹脂絶縁層41,42にはブラインドビア導体53,54が形成されている。上側のブラインドビア導体53は、配線パターン34と配線パターン51とを接続導通している。下側のブラインドビア導体54は、配線パターン35と配線パターン52とを接続導通している。
【0056】
そして、図3に示されるように、配線基板11と半導体集積回路チップ16との隙間には、エポキシ樹脂からなるアンダーフィル材75が充填されている。これにより、配線基板11と半導体集積回路チップ16とが、界面が封止された状態で互いに固定されている。
【0057】
次に、本実施形態の配線基板11の製造方法を図4〜図11に基づいて順に説明する。
【0058】
まず上記構成の基板12を作製する。具体的には下記のようにする。即ち、コア材31の両面に銅箔を貼着した両面銅張積層板を出発材料とし、それにYAGレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー加工を行い、両面銅張積層板を貫通する貫通孔を形成する。次に、前記貫通孔内面に対する無電銅めっきによりビア導体36を形成した後、銅箔のエッチングにより配線パターン34,35をパターニングする。ここでビア導体36を閉塞体37で埋めた後、コア材31の上面32及び下面33に樹脂絶縁層41,42を形成する。次に、レーザー加工によって樹脂絶縁層41,42を孔開けし、ブラインドビア導体53,54を形成するための盲孔を形成する。さらに、マスクを形成しないで無電解銅めっきを施すことにより、前記盲孔の内部に銅めっきを析出させてブラインドビア導体53,54を形成する。このとき樹脂絶縁層41,42の外表面全体にも無電解銅めっきが析出する。この後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層をエッチングで除去する。これにより、上側の樹脂絶縁層41の表面上に配線パターン51を形成するとともに、FC用パッド17の本体部分となる銅層23を形成する。また、下側の樹脂絶縁層42の表面上に配線パターン52を形成するとともに、BGA用パッド18の本体部分となる銅層24を形成する。
【0059】
そして、上記のように作製された基板12のFC接続面13(第1主面)及びBGA接続面14(第2主面)の表面上に、感光性エポキシ樹脂を塗布して硬化させることにより、ソルダーレジスト21,22を形成する。次に、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、ソルダーレジスト21,22に開口部25,27をパターニングする(図4参照)。
【0060】
具体的に図示はしていないが、本実施形態の配線基板11は、中間製品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、後述する各種めっき工程等は全ての中間製品について一括して行われる。
【0061】
次に、図11のステップS110において、BGA接続面14(第2主面)側のほぼ全体に、保護用ベースフィルムの片面に粘着剤層を有する保護テープ82を貼り付ける(第2主面側保護材形成工程)。このとき、図5に示すように、個々の製品領域を覆うように保護テープ82を設ける。
【0062】
次に、図11のステップS120において、無電解ニッケルめっき浴に前記基板12を浸漬し、無電解ニッケルめっきを行う。その結果、図6に示されるように、FC接続面13(第1主面)側の銅層23の表面上にのみ、無電解ニッケルめっき層29が選択的に形成される(無電解ニッケルめっき工程)。
【0063】
次に、図11のステップS130において、基板12を置換金めっき浴に移し替えて無電解金めっきを行い、図6に示すようにFC接続面13(第1主面)側の無電解ニッケル層29の表面上にのみ無電解金めっき層26を選択的に形成する(第1金めっき工程)。これにより、無電解ニッケルめっき層29の粗化や薄層化が回避される結果、バリア層としての機能が確保され、銅層23と無電解金めっき層26との好適な密着性を得ることができる。
【0064】
このような無電解ニッケルめっき工程及び第1金めっき工程の際、BGA接続面14(第2主面)側は保護テープ82により確実に保護されている。ゆえに、めっき浴がBGA接続面14(第2主面)側に接触しなくなり、FC接続面13(第1主面)側の所定部分にのみめっきを選択的に析出させることができる。よって、基板12をめっき浴中に単純に浸漬する等の簡単な操作を行えばよく、しかも、必要としない部分に付着しためっきを除去する作業なども不要となる。
【0065】
次に、図11のステップS140において、基板12を無電解金めっき浴から取り出し、図7に示すように保護テープ82を引き剥がす(第2主面側保護材除去工程)。かかる保護テープ81は、粘着剤の粘着力により仮固定されているにすぎず強固に接着されているわけではないので、比較的簡単に引き剥がすことができる。
【0066】
次に、図11のステップS150において、前記基板12のBGA接続面13(第1主面)側を覆う保護テープ86を図8のように貼り付ける(第2主面側保護材形成工程)。このとき、保護テープ86の粘着剤は極力無電解金めっき層26に接触させないことが望ましい。
【0067】
次に、図11のステップS160において、置換金めっきを行うことにより、BGA接続面14(第2主面)側の銅層24の表面上に、図9に示すような無電解金めっき層30を直接形成する(第2金めっき工程)。
【0068】
このような第2金めっき工程の際、FC接続面13(第1主面)側は保護テープ86により確実に保護されている。ゆえに、めっき浴がFC接続面13(第2主面)側にあるFC用パッド17に接触しなくなり、BGA接続面14(第2主面)側の所定部分にめっきを選択的に析出させることができる。よって、基板12をめっき浴中に単純に浸漬する等の簡単な操作を行えばよく、しかも、必要としない部分に付着しためっきを除去する作業なども不要となる。
【0069】
次に、図11のステップS170において、基板12を置換金めっき浴から取り出し、図10に示すように保護テープ86を引き剥がす(第1主面側保護材除去工程)。なお、かかる保護テープ86は、粘着剤の粘着力により仮固定されているにすぎず強固に接着されているわけではないので、比較的簡単に引き剥がすことができる。
【0070】
この後、周知の手法に従ってはんだバンプ形成工程を行い、FC用パッド17の表面上にはんだバンプ28を形成する。具体的には、ソルダーレジスト21上に、所定パターンのマスクを載置し、FC用パッド17上にはんだペーストを印刷する。その後、このはんだペーストをリフローする。その後、大判状態で一体化されている中間製品を、ダイシングブレード等の切断具を用いて個片に切り離せば、本実施形態の配線基板11が完成する。
【0071】
さらに、この配線基板11のダイエリアに半導体集積回路チップ16を搭載する。このとき、配線基板11側のはんだバンプ28と、半導体集積回路チップ16側のバンプ76とを位置合わせしてリフローを行う。これにより、はんだバンプ28及びバンプ76同士を接合し、配線基板11側と半導体集積回路チップ16側とを電気的に接続する。さらに、配線基板11と半導体集積回路チップ16との隙間にアンダーフィル材75を充填して硬化処理を行い、前記隙間を樹脂封止する。さらに、BGA接続面14(第2主面)側にはんだボール62を設ければ、所望の半導体パッケージ(いわゆるオーガニックパッケージ)が完成する。
【0072】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【0073】
(1)本実施形態の配線基板11では、BGA用パッド18については、銅層24と無電解金めっき層30との間にニッケルめっき層を介在させずに、銅層24上に無電解金めっき層30を直接形成する構造を採用している。このため、銅層24と無電解金めっき層30との間に例えば無電解ニッケルめっき層を介在させた場合の不利益が解消される。つまり、無電解ニッケルめっき層中にリンが多量に含まれることに起因するはんだ界面での脆弱層の発生が未然に防止され、ひいては接続部分の破断による断線不良の発生が防止される。ゆえに、配線基板11の接続信頼性を向上させることができる。
【0074】
(2)また、FC用パッド17については、銅層23上に無電解ニッケルめっき層29を介して無電解金めっき層26を形成した構造を有しているので、はんだとの結合力及びぬれ性が向上し、しかも無電解ニッケルめっき層29がバリア層として働くため銅層23と無電解金めっき層26との密着性も向上する。なお、無電解ニッケルめっき層29を有する構造であるがゆえ、はんだ界面での脆弱層の発生が憂慮されるが、FC用パッド17は、BGA用パッド18よりも面積、パッド間ピッチ、面占有率等が小さい。しかも、半導体集積回路チップ16と配線基板11との隙間はアンダーフィル材75により強固に樹脂封止されている。このため、接続時に加熱・冷却を行ってもFC用パッド17の接続部分に集中する熱応力は、BGA用パッド18の接続部分に集中する熱応力ほど大きくなく、FC用パッド17の接続部分における破断等の発生率はそもそも小さい。つまり、銅層23上に無電解ニッケルめっき層29を介して無電解金めっき層26を形成した構造による不利益よりも、むしろ当該構造による利益のほうが大きくなる。ゆえに、結果的には半導体集積回路チップ16の接続端子とのはんだ接続を確実に行うことができ、もって配線基板11の接続信頼性を向上させることができる。
【0075】
(3)さらに本実施形態の配線基板11は、電解ニッケルめっき層を有しないので、めっきタイバーなどの末端が電気的に開放した不要な導通路は、配線基板11上から排除されている。その結果、不要な導通路による基板12の耐ノイズ性の悪化や、伝送経路のインピーダンス不整合を効果的に防止することができ、配線基板11の電気的特性を向上させることができる。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小さくすることができ、基板12の外形寸法のコンパクト化に寄与することができる。しかも、配線レイアウトも複雑化しにくくなるので、設計上の制約も少なくなり、製造しやすい配線基板構造となる。
【0076】
(4)また、本実施形態の製造方法を採用すれば、上述したように、電気的特性及び接続信頼性に優れるとともにコンパクト化に有利な構造を有する新規な配線基板11を、比較的簡単にかつ確実に得ることができる。しかも、本実施形態の製造方法によれば、保護テープ82を配置した状態でFC接続面13(第1主面)に対する無電解金めっきを行う一方、保護テープ86を配置した状態でBGA接続面(第2主面)14に対する無電解金めっきを行っている。つまり、FC接続面13(第1主面)に対する無電解金めっきと、BGA接続面14(第2主面)に対する無電解金めっきとを、別個に行っている。従って、この製造方法によれば、無電解金めっき層26,30の膜厚を個々に好適な値に設定することが可能であり、ひいては接続信頼性の向上を達成しやすくなる。
[第2の実施の形態]
【0077】
次に、第2実施形態の配線基板11及びその製造方法を図12のフローチャートに基づいて説明する。本実施形態では図1に示す構造の配線基板11を若干異なるプロセスを経て製造している。
【0078】
第1実施形態の製造方法では、第2主面側保護材形成工程(ステップS110)→無電解ニッケルめっき工程(ステップS120)→第1金めっき工程(ステップS130)→第1主面側保護材除去工程(ステップS140)→第1主面側保護材形成工程(ステップS150)→第2金めっき工程(ステップS160)→第1主面側保護材除去工程(ステップS170)、という順であった。
【0079】
これに対し、本実施形態では、第1主面側保護材形成工程〜第1主面側保護材除去工程(ステップS150〜S170)を行う代わりに、両面同時金めっき工程(ステップS180)を行うことを特徴とする。つまり、FC接続面13(第1主面)側の無電解ニッケル層29の表面上に(正確には既にある無電解金めっき層26の表面上にさらに)無電解金めっき層26を形成し、かつ、BGA接続面14(第2主面)側の銅層24の表面上に無電解金めっき層30を直接形成する。この場合、FC接続面13(第1主面)側の無電解金めっき層26は、BGA接続面14(第2主面)側の無電解金めっき層30に比べて厚くなる。
【0080】
そして、本実施形態の製造方法によれば、第1主面側保護材形成工程及び第1主面側保護材除去工程を省略することができるため、第1実施形態のときよりもさらに工数が少なくなり、さらなる生産性の向上を図ることが可能となる。また、かかる製造方法によれば、たとえFC接続面13(第1主面)側にフローティングパッドが存在していたとしても、当該パッドの表面にも金を析出させることができる。よって、フローティングパッドについても、はんだとの結合力及びぬれ性を向上させ、かつ銅層23と無電解金めっき層26との密着性を向上させることができる。ゆえに、半導体集積回路チップ16のバンプ76との接合強度が高くなり、もって配線基板11の接続信頼性をよりいっそう向上させることができる。
[第3の実施の形態]
【0081】
次に、第3実施形態の配線基板11及びその製造方法を図13のフローチャートに基づいて説明する。本実施形態では図1に示す構造の配線基板11を若干異なるプロセスを経て製造している。
【0082】
第1実施形態では、先にFC接続面13(第1主面)側にニッケルめっき及び金めっきを行い、その後でBGA接続面14(第2主面)側に金めっきを行っている。これに対し、本実施形態では、先にBGA接続面14(第2主面)側に金めっきを行い、その後でFC接続面13(第1主面)側にニッケルめっき及び金めっきを行うことを特徴とする。具体的には、第1主面側保護材形成工程(ステップS150)→第2金めっき工程(ステップS160)→第1主面側保護材除去工程(ステップS170)→第2主面側保護材形成工程(ステップS110)→無電解ニッケルめっき工程(ステップS120)→第1金めっき工程(ステップS130)→第2主面側保護材除去工程(ステップS140)の順に行う。
【0083】
そして本実施形態の製造方法を採用したときであっても、電気的特性及び接続信頼性に優れるとともにコンパクト化に有利な構造を有する新規な配線基板11を、比較的簡単にかつ確実に得ることができる。
【0084】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【0085】
(1)隣接する前記第2主面側接続端子間の中心間距離は、隣接する前記第2主面側接続端子間の中心間距離よりも大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板。
【0086】
(2)前記第2主面における前記第2主面側接続端子の占有率は、前記第1主面における前記第1主面側接続端子の占有率に比べて大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板。
【0087】
(3)複数の接続端子を有する半導体集積回路チップを配線基板上にフリップチップ接続してなる半導体パッケージにおいて、前記配線基板は、第1主面であるフリップチップ接続面及び第2主面であるボールグリッドアレイ接続面を有する略板形状の基板と、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有し、前記基板の前記第フリップチップ接続面側に搭載される前記半導体集積回路チップの複数の接続端子とはんだ接続するための複数のフリップチップ用パッドと、銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有し、前記フリップチップ用パッドよりも大面積であり、前記基板の前記ボールグリッドアレイ接続面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するためのボールグリッドアレイ用パッドとを備え、かつ、前記半導体集積回路チップと前記配線基板基板との隙間がアンダーフィル材で封止されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【0088】
(4)第1主面及び第2主面を有する略板形状の基板と、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有し、前記基板の前記第1主面側に搭載される電子部品の接続端子とはんだ接続するための第1主面側接続端子と、銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有し、前記第1主面側接続端子よりも大面積であり、前記基板の前記第2主面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するための第2主面側接続端子とを備えた配線基板の製造方法において、前記第2主面側を覆う第2主面側保護材を形成する第2主面側保護材形成工程と、無電解ニッケルめっきを行い、前記第1主面側の前記銅層の表面上に前記無電解ニッケルめっき層を形成する無電解ニッケルめっき工程と、金めっきを行い、前記第1主面側の前記無電解ニッケルめっき層の表面上に前記無電解金めっき層を形成する第1金めっき工程と、前記無電解ニッケルめっき層及び前記無電解金めっき層の形成後に前記第2主面側保護材を除去する第2主面側保護材除去工程と、前記第1主面側接続端子が形成された前記第1主面側を覆う第1主面側保護材を形成する第1主面側保護材形成工程と、金めっきを行い、前記第2主面側の前記銅層の表面上に前記無電解金めっき層を直接形成する第2金めっき工程と、前記無電解金めっき層の直接形成後に前記第1主面側保護材を除去する第1主面側保護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。
【0089】
(5)前記無電解ニッケルめっき工程及び前記第1金めっき工程は、連続して行われることを特徴とする請求項3に記載の配線基板の製造方法。
【0090】
(6)前記無電解ニッケルめっき工程及び前記第1金めっき工程の前に、前記第2主面側を覆う第2主面側保護材を形成する第2主面側保護材形成工程を行うとともに、前記第2金めっき工程の前に、前記第1主面側を覆う第1主面側保護材を形成する第1主面側保護材形成工程を行うことを特徴とする請求項3に記載の配線基板の製造方法。
【0091】
(7)前記無電解ニッケルめっき工程の前に、前記第2主面側を覆う第2主面側保護材を形成する第2主面側保護材形成工程を行うとともに、前記両面同時金めっき工程の前に、前記第1主面側を覆う第1主面側保護材を形成する第1主面側保護材形成工程を行うことを特徴とする請求項4に記載の配線基板の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した第1実施形態の配線基板を示す要部断面図。
【図2】第1実施形態の配線基板のFC接続面(第1主面)を示す概略平面図。
【図3】第1実施形態の配線基板のBGA接続面(第2主面)を示す概略平面図。
【図4】第1実施形態の製造工程において、基板にソルダーレジストを形成した状態を示す概略断面図。
【図5】第1実施形態の製造工程において、BGA接続面(第2主面)側に保護テープ(第2主面側保護材)を貼り付けた状態を示す概略断面図。
【図6】第1実施形態の製造工程において、FC接続面(第1主面)側に無電解ニッケルめっき層及び金めっき層を形成した状態を示す概略断面図。
【図7】第1実施形態の製造工程において、保護テープ(第2主面側保護材)を除去した状態を示す概略断面図。
【図8】第1実施形態の製造工程において、FC接続面(第1主面)側に保護テープ(第1主面側保護材)を貼り付けた状態を示す概略断面図。
【図9】第1実施形態の製造工程において、BGA接続面(第2主面)側に金めっき層を直接形成した状態を示す概略断面図。
【図10】第1実施形態の製造工程において、保護テープ(第1主面側保護材)を除去した状態を示す概略断面図。
【図11】第1実施形態の製造工程を説明するためのフローチャート。
【図12】第2実施形態の製造工程を説明するためのフローチャート。
【図13】第3実施形態の製造工程を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
11…配線基板
12…基板
13…第1主面としてのFC接続面
14…第2主面としてのBGA接続面
16…電子部品としての半導体集積回路チップ
17…第1主面側接続端子としてのFC用パッド
18…第2主面側接続端子としてのBGA用パッド
23,24…銅層
26,30…無電解金めっき層
29…無電解ニッケルめっき層
61…別の基板としてのマザーボード
62…はんだボール
76…電子部品の接続端子としてのはんだバンプ
82…第2主面側保護材としての保護テープ
86…第1主面側保護材としての保護テープ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring board and a method of manufacturing the same, and more particularly to a wiring board having a pad structure on both surfaces of the wiring board and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a semiconductor package having a structure in which an IC chip, an LSI chip, or the like is mounted on a wiring board is well known. Usually, a plurality of flip-chip pads are arranged on the first main surface of the wiring board in the semiconductor package in order to connect with the LSI chip. On the second main surface side, for example, a plurality of pads for BGA (ball grid array) are arranged for connection with the motherboard. These two types of pads are electrically connected to each other via an internal conductor circuit provided in the wiring board. The internal conductor circuit is generally formed using copper which is a good conductor, and the main body portion of each of the above two types of pads is formed as a copper plating layer. However, since these pads come into contact with the solder at the time of connection, their surfaces are plated with gold to improve the bonding strength with the solder and the wettability.
[0003]
By the way, the copper plating layer forming the main body of the pad is not so good in corrosion resistance. If the surface is covered with an oxide layer or the like, the adhesion between the copper plating layer and the gold plating layer deteriorates. there is a possibility. Therefore, a pad structure in which a nickel plating layer having good adhesion to copper is formed after a copper plating layer is formed, and a gold plating layer is formed on the nickel plating layer is widely used. As a method for forming a nickel plating layer, two types of an electrolytic nickel plating method and an electroless nickel plating method are conventionally known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-4098 (FIG. 4, etc.)
[0005]
[Patent Document 2]
JP 2001-339140 A (FIG. 2, etc.)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to the electroless nickel plating method, a nickel plating layer can be formed relatively easily even on a plurality of pads electrically insulated from each other. However, since a phosphate compound such as sodium hypophosphite is added as a reducing agent to a generally used electroless nickel plating bath, a relatively large amount of 4 to 8% by mass is contained in the nickel plating layer. Phosphorus is inevitably included. And when the solder which consists of a Sn-Pb alloy is made to contact on a gold plating layer, the solder which melted the gold plating layer may contact the base nickel plating layer. At this time, if a large amount of phosphorus is contained in the nickel plating layer, a brittle layer will be formed at the solder interface. The BGA pad has a larger area than the flip chip pad, and also has a larger area in contact with the motherboard, so if heating and cooling are performed when connecting the motherboard, thermal stress will be concentrated especially on the connection part of the BGA pad. Cheap. Accordingly, breakage or the like occurs at the connection portion, and disconnection failure is likely to occur, which is one of the causes of lowering the connection reliability of the wiring board.
[0007]
In this respect, the electrolytic nickel plating method has an advantage that a nickel plating layer having good adhesion can be obtained because a reducing agent containing phosphorus is not used. Therefore, it is considered that the above two types of pads may be formed by the electrolytic nickel plating method. However, in the conventional pad forming process using electrolytic nickel plating, it is necessary to form a complicated and complicated conductive path for plating (so-called plating tie bar) connected to the pad on the surface of the insulating layer on which the pad is formed. There is. In this method, it is necessary to secure a space between the pads for inserting the plating tie bar, so the pad arrangement interval cannot be reduced as desired, which tends to cause an increase in the board area, and there are very few design restrictions. There is a problem that it becomes larger. Further, the plating tie bar eventually remains on the substrate as an unnecessary conductive path having an electrically open end, which is attached to the pad. Then, the portion serves as a noise collection source, deteriorating the noise resistance of the substrate, or causing impedance mismatch of the transmission path including the pad. Therefore, there is a disadvantage that it is difficult to realize a semiconductor package having excellent electric characteristics.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wiring board having excellent electrical characteristics and connection reliability and having a structure advantageous for downsizing. Another object of the present invention is to provide a preferable manufacturing method capable of relatively easily obtaining the above excellent wiring board.
[0009]
Means for Solving the Problems, Functions and Effects
Means for solving the above problems include a substantially plate-shaped substrate having a first main surface and a second main surface, and an electroless gold plating layer formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer. A first main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of an electronic component mounted on the first main surface side of the substrate, and an electroless gold plating layer directly on the copper layer. A second main surface having a formed structure, having a larger area than the first main surface side connection terminal, and being connected by soldering to a connection terminal of another substrate supporting the second main surface side of the substrate; There is a wiring board provided with a side connection terminal.
[0010]
Therefore, in the wiring board of the present invention, for the second main surface side connection terminal having a larger area than the first main surface side connection terminal, the nickel plating layer is not interposed between the copper layer and the gold plating layer. A structure in which an electroless gold plating layer is directly formed on a copper layer is adopted. For this reason, the disadvantage of interposing an electroless nickel plating layer between the copper layer and the electroless gold plating layer is eliminated. That is, the generation of a fragile layer at the solder interface due to a large amount of phosphorus contained in the electroless nickel plating layer is prevented beforehand, and the occurrence of disconnection failure due to breakage of the connection portion is prevented. Therefore, the connection reliability of the wiring board can be improved.
[0011]
On the other hand, the first main surface side connection terminal has a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer, so that the bonding strength with solder and wettability are improved. In addition, since the electroless nickel plating layer functions as a barrier layer, the adhesion between the copper layer and the electroless gold plating layer is also improved. Since the structure has the electroless nickel plating layer, generation of a fragile layer at the solder interface is a concern, but the first main surface side connection terminal has a smaller area than the second main surface side connection terminal. In addition, the area in contact with the electronic component is not so large. For this reason, even if heating and cooling are performed at the time of connection, the thermal stress concentrated on the connection portion of the first main surface side connection terminal is not so large as the thermal stress concentrated on the connection portion of the second main surface side connection terminal. The rate of occurrence of breakage and the like at the connection portion of the main surface side connection terminal is low in the first place. That is, the advantage of the structure is larger than the disadvantage of the structure in which the electroless gold plating layer is formed on the copper layer via the electroless nickel plating layer. Therefore, as a result, the solder connection with the connection terminal of the electronic component can be reliably performed, and the connection reliability of the wiring board can be improved.
[0012]
Further, since the wiring board of the present invention does not have the electrolytic nickel plating layer, unnecessary conductive paths whose terminals are electrically open such as plating tie bars are excluded from the wiring board. As a result, it is possible to effectively prevent the noise resistance of the board from deteriorating due to unnecessary conductive paths and to prevent impedance mismatching of the transmission path, and to improve the electrical characteristics of the wiring board. Since no unnecessary conductive path is provided, the space between the connection terminals can be reduced, and the external dimensions of the substrate can be reduced. In addition, since the wiring layout is less likely to be complicated, design restrictions are reduced, and the wiring board structure is easy to manufacture.
[0013]
The wiring board of the present invention includes a substantially plate-shaped substrate having a first main surface and a second main surface, and the substrate includes an insulating layer and a conductor. Examples of the material forming the main portion of the substrate include resin, ceramic, and metal. These materials are appropriately selected in consideration of cost, ease of drilling, conductivity and the like.
[0014]
Suitable resins used for the substrate include EP resin (epoxy resin), PI resin (polyimide resin), BT resin (bismaleimide-triazine resin), and PPE resin (polyphenylene ether resin). In addition, a composite material of these resins and organic fibers such as glass fiber (glass woven fabric or glass nonwoven fabric) or polyamide fiber may be used. Alternatively, a resin-resin composite material in which a thermosetting resin such as an epoxy resin is impregnated into a three-dimensional network-like fluororesin substrate such as continuous porous PTFE may be used.
[0015]
Suitable ceramics used for the substrate include, for example, low temperature firing materials such as alumina, beryllia, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, glass ceramics, crystallized glass, and the like.
[0016]
Suitable metals used for the substrate include, for example, copper plates and copper alloy plates, simple metals other than copper, and metal alloys other than copper. Examples of the copper alloy include aluminum bronze (Cu-Al system), phosphor bronze (Cu-P system), brass (Cu-Zn system), cupronickel (Cu-Ni system), and the like. Metals other than copper include aluminum, iron, chromium, nickel, molybdenum, and the like. As alloys other than copper, stainless steel (iron alloys such as Fe-Cr-based and Fe-Cr-Ni-based), amber (Fe-Ni-based alloy, 36% Ni), so-called 42 alloy (Fe-Ni-based alloy, 42 % Ni), so-called 50 alloy (Fe-Ni alloy, 50% Ni), nickel alloy (Ni-P, Ni-B, Ni-Cu-P), cobalt alloy (Co-P, Co- B-based, Co-Ni-P-based), tin alloy (Sn-Pb-based, Sn-Pb-Pd-based) and the like.
[0017]
Conductors (such as wiring patterns and via conductors) are provided on inner and outer layers of the substrate, and the conductors are separated from each other by the insulating layer. Such a conductor may be disposed on only one layer on one side of the substrate, or may be disposed on two or more layers on one side of the substrate. In this case, a build-up layer formed by alternately laminating a conductor and a resin insulating layer may be formed on one side surface of the substrate.
[0018]
The conductor is mainly made of copper, and is formed by a known method such as a subtractive method, a semi-additive method, and a full-additive method. Specifically, for example, a technique such as copper foil etching, electroless copper plating or electrolytic copper plating is applied. Note that it is also possible to form a conductor by etching after forming a thin film by a method such as sputtering or CVD, or to form a conductor by printing a conductive paste or the like.
[0019]
A solder resist that covers at least one of the first main surface and the second main surface of the substrate to protect the conductor in the outer layer may be disposed on the outermost layer of the substrate. As such a solder resist, for example, a thermosetting resin is preferable. The solder resist can be appropriately selected in consideration of insulation, heat resistance, moisture resistance, and the like. Preferred examples of the thermosetting resin include an EP resin (epoxy resin), a PI resin (polyimide resin), a BT resin (bismaleimide-triazine resin), a phenol resin, a xylene resin, a polyester resin, and a silicon resin.
[0020]
The wiring board includes a first main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of an electronic component mounted on the first main surface side of the substrate.
[0021]
Preferred examples of the electronic component include a semiconductor integrated circuit chip having a plurality of electrodes (connection terminals) on the back surface. In this case, the first main surface side connection terminals are preferably a plurality of flip chip pads for solder connection with connection terminals of a semiconductor integrated circuit chip as the electronic component. The electronic component may be a chip component (for example, a chip transistor, a chip diode, a chip resistor, a chip capacitor, a chip coil, and the like), and may be an active component or a passive component.
[0022]
When the first main surface side connection terminal is a flip chip pad, the pad is usually adapted to the number, position, size (area), connection terminal pitch and the like of the connection terminals of the semiconductor integrated circuit chip. It is formed. Usually, flip-chip pads are arranged in a lattice or in a staggered manner in an electronic component mounting region (in a so-called die area) substantially at the center on the first main surface of the substrate. When the wiring board is a so-called multi-piece wiring board, such electronic component mounting areas may be set at a plurality of locations on the first main surface of the board.
[0023]
The first main surface side connection terminal basically has a structure in which three kinds of different metals are laminated. Specifically, an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer. It has a formed structure. The copper layer is a so-called main body portion of the first main surface side connection terminal, and is formed thicker than the electroless nickel plating layer and the electroless plating layer. The electroless nickel plating layer serves to prevent oxidation of the copper layer surface and also serves as a barrier layer separating the copper layer and the electroless gold plating layer. Such an electroless nickel plating layer is preferably formed to a thickness of 1.00 μm or more and 10.00 μm or less. The electroless gold plating layer is preferably formed to be thinner than the electroless nickel plating layer, specifically, to have a thickness of 0.01 μm or more and 1.00 μm or less.
[0024]
The wiring board further includes a second main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of another substrate supporting the second main surface side of the substrate. The second main surface side connection terminal may be a plurality of ball grid array pads (BGA pads) for connecting to the connection terminal of the another substrate via solder balls. The second main surface side connection terminal may be a pad for a pin grid array (PGA pad) to which a pin is attached, or a pad for a land grid array (LGA pad) to which a ball or a pin is not particularly attached. Good.
[0025]
When the second main surface side connection terminal is a pad for a ball grid array, the pad is usually the number, position, size (area), connection between connection terminals of another substrate such as a motherboard or the like. It is formed according to the pitch and the like. Therefore, the area of the second main surface side connection terminals and the pitch between the connection terminals are formed to be considerably larger than the area of the first main surface side connection terminals and the pitch between the connection terminals. Furthermore, the occupancy of the second main surface side connection terminal on the second main surface (that is, (total area of second main surface side connection terminal / area of second main surface) × 100 (%)) is equal to the first. The occupancy of the first main surface side connection terminals on the main surface (that is, (total area of first main surface side connection terminals / area of first main surface) × 100 (%)) is considerably large. I have. The second main surface side connection terminals are usually arranged in a row at the outer peripheral portion of the second main surface, or are arranged in a lattice or staggered pattern over substantially the entire area of the second main surface including the outer peripheral portion. . Incidentally, the second main surface side connection terminal having a relatively large area, the pitch between the connection terminals, and the surface occupancy is relatively smaller than the first main surface side connection terminal having a relatively small area, the pitch between the connection terminals, and the surface occupancy. In comparison, it is more susceptible to thermal stress during heating and cooling.
[0026]
The second main surface side connection terminal basically has a structure in which two kinds of different metals are laminated, and specifically has a structure in which an electroless gold plating layer is directly formed on a copper layer. I have. The copper layer is a so-called main body portion of the second main surface side connection terminal, and is formed thicker than the electroless gold plating layer. Such an electroless gold plating layer is preferably formed with a thickness of 0.01 μm or more and 1.00 μm or less.
[0027]
The wiring board includes an internal conductor circuit for conducting the first main surface side connection terminal and the second main surface side connection terminal. The internal conductor circuit is provided inside the substrate as described above, and specifically includes a wiring pattern, a via conductor, and the like.
[0028]
When the first main surface side connection terminal is a flip chip pad, some of the plurality of flip chip pads may be electrically isolated floating pads that are not electrically connected to the internal conductor circuit. . For convenience of description, a pad that is electrically connected to the internal conductor circuit and is not electrically isolated is referred to as a non-floating pad.
[0029]
In circuit design, only non-floating pads are important, but the pads alone may not provide a sufficient number or arrangement to complete a grid arrangement suitable for flip-chip connection. There is a possibility that the pad is unevenly arranged in the region. In this case, when the semiconductor integrated circuit chip is flip-chip connected, the load distribution becomes non-uniform, which may cause a connection failure or the like. Therefore, it can be said that it is desirable to compensate for the grid-like arrangement of pads that cannot be completed only by the non-floating pads with the floating pads as described above in order to realize a stable connection state.
[0030]
Therefore, it is preferable that the floating pad also has a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer, and in particular, a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer. It is good to do. Adopting such a pad structure can improve the bonding strength with solder and the wettability of the floating pad and also improve the adhesion between the copper layer and the electroless gold plating layer. Therefore, the bonding strength between the electronic component and the connection terminal is increased, and the connection reliability of the wiring board can be further improved. Also, the color of the pad exposed on the first main surface is unified, and the appearance is improved.
[0031]
Further, as another means for solving the above problems, a substantially plate-shaped substrate having a first main surface and a second main surface, and an electroless gold plating layer on a copper layer via an electroless nickel plating layer. A first main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of an electronic component mounted on the first main surface side of the substrate, and an electroless gold plating layer on the copper layer Having a larger area than the first main surface side connection terminal, and a second surface for solder connection with a connection terminal of another substrate supporting the second main surface side of the substrate. In a method of manufacturing a wiring board having main surface side connection terminals, electroless nickel plating is performed by electroless nickel plating to form the electroless nickel plating layer on the surface of the copper layer on the first main surface side Performing electroless gold plating, and performing electroless plating on the first main surface side. Performing a first gold plating step of forming the electroless gold plating layer on the surface of the Kel layer and electroless gold plating, and forming the electroless gold plating layer on the surface of the copper layer on the second main surface side. And a second gold plating step of directly forming a wiring board.
[0032]
Alternatively, in a method of manufacturing a wiring board having the same configuration, an electroless nickel plating step of performing electroless nickel plating to form the electroless nickel plating layer on the surface of the copper layer on the first main surface side; Performing plating, forming the electroless gold plating layer on the surface of the electrolytic nickel layer on the first main surface side, and forming the electroless gold plating layer on the surface of the copper layer on the second main surface side There is also a method for manufacturing a wiring board, which includes a step of forming a layer directly on both surfaces at the same time.
[0033]
Therefore, according to these manufacturing methods, since only the electroless plating is used as a method of forming the metal layer on the copper layer in the first place, a plating tie bar is unnecessary, and an unnecessary conductive path is not provided in the completed wiring board. Will not remain. Therefore, it is possible to effectively prevent the noise resistance of the board from being deteriorated due to the unnecessary conductive path and to prevent the impedance mismatch of the transmission path, and to improve the electrical characteristics of the wiring board. Since no unnecessary conductive path is provided, the space between the connection terminals can be reduced, and the external dimensions of the substrate can be reduced. In addition, since the wiring layout is less likely to be complicated, design restrictions are reduced, and the wiring board structure is easy to manufacture. Further, since there is no step of post-forming and removing the plating tie bar, the overall steps are simplified.
[0034]
As described above, according to these manufacturing methods, it is possible to relatively easily obtain a new wiring board having excellent electrical characteristics and connection reliability and having a structure advantageous for downsizing.
[0035]
Hereinafter, the manufacturing method will be described.
[0036]
In the electroless nickel plating step, the electroless nickel plating layer is selectively formed on the surface of the copper layer on the first main surface side. The plating bath to be used may be a well-known plating bath, but it is desirable that the amount of the phosphorus compound-based additive is small.
[0037]
In the first gold plating step performed after the electroless nickel plating step, electroless plating is performed to selectively form the electroless gold plating layer on the surface of the electroless nickel layer on the first main surface side. I do. Examples of the type of the electroless gold plating include reduction plating performed using a strong alkaline plating bath, displacement plating performed using an acidic or neutral plating bath, and the like. An advantage of electroless gold plating is that gold can be deposited on the surface of the pad even if there is a floating pad on the first main surface side, for example. However, it is preferable to select displacement plating. The reason is that in an acidic or neutral plating bath, a resin layer such as a solder resist layer is hardly corroded, and moreover, since the resin layer is hardly dissolved in the plating bath, plating can be performed under stable conditions. is there.
[0038]
Here, before the electroless nickel plating step and the first gold plating step, a second main surface side protective material forming step of forming a second main surface side protective material covering the second main surface side is performed in advance. Good to go. If such a second main surface side protective material is formed, the plating bath does not come into contact with the second main surface side because the second main surface side is covered and reliably protected. The plating can be selectively deposited only on a predetermined portion on the side. Therefore, a simple operation such as simply immersing the substrate in a plating bath may be performed, and an operation of removing plating adhered to an unnecessary portion is not required. Accordingly, productivity is improved.
[0039]
The material or structure of the second principal surface side protective material is not particularly limited as long as it can cover the second principal surface side. For example, an adhesive layer may be provided on one surface of a protective base film. Protective tapes and the like are preferred. This is because such a protective tape is advantageous in that the sticking operation and the peeling operation can be easily performed. Note that a dry film or the like for forming an insulating layer may be attached instead of the protective tape.
[0040]
The second main surface side protective material does not necessarily need to cover the entire second main surface, but only covers a necessary portion (for example, a region that finally becomes a product) in the conductive layer, and an unnecessary portion (final portion). (A region that does not become a product) may be exposed. Such a second main surface side protective material is removed after the electroless nickel plating step and the first gold plating step.
[0041]
Here, it is preferable that the electroless nickel plating step and the first gold plating step be performed continuously. In other words, after performing the electroless nickel plating step, the first gold plating step is performed without separately providing a step other than plating (for example, a step other than plating performed using a strong acid or strong alkali solution). It is desirable to carry out. If the two types of plating are continuously performed in this manner, the electroless nickel plating layer serving as a base is not attacked by a strong acid or strong alkaline solution, and the electroless nickel plating layer is roughened or thinned. Be avoided. As a result, the function of the electroless nickel plating layer as a barrier layer is ensured, and suitable adhesion between the copper layer and the electroless gold plating layer is obtained. As a result, the connection reliability of the wiring board can be reliably improved. it can.
[0042]
In the second gold plating step, electroless gold plating is performed to directly form the electroless gold plating layer on the surface of the copper layer on the second main surface side. As the electroless gold plating performed at this stage, it is particularly preferable to select displacement plating. Prior to the second gold plating step, a first main surface side protection material forming step of forming a first main surface side protection material covering the first main surface side may be performed in advance. If such a first main surface side protective material is formed, the first main surface side is covered and securely protected, so that the plating bath does not contact the plating layer on the first main surface side. Plating can be selectively deposited on a predetermined portion on the second main surface side. Therefore, a simple operation such as simply immersing the substrate in a plating bath may be performed, and an operation of removing plating adhered to an unnecessary portion is not required. Accordingly, productivity is improved. The material and structure of the first main surface side protective material are not particularly limited as long as they can cover the first main surface side, but the above-described protective tapes and the like are preferable. Then, such a first main surface side protective material is removed after the second gold plating step.
[0043]
Alternatively, after performing the electroless nickel plating step as described above, perform a double-sided simultaneous gold plating step to form the electroless gold plating layer on the surface of the electroless nickel layer on the first main surface side, and The electroless gold plating layer may be formed directly on the surface of the copper layer on the second main surface side. According to this method, at least the first main surface side protective material forming step and the first main surface side protective material removing step of removing the first main surface side protective material removing step can be omitted, and further simplification of the steps and improvement of productivity can be achieved. Becomes possible. Note that “forming the gold plating layer on the surface of the electroless nickel layer” includes forming the electroless gold plating layer directly on the surface of the electroless nickel layer, The method also includes forming an electroless gold plating layer directly on the surface of the electroless gold plating layer, and further forming an electroless gold plating layer on the electroless gold plating layer.
[0044]
In the above method, electroless nickel plating and electroless gold plating are first performed on the first main surface side, and then electroless gold plating is performed on the second main surface side. It is permissible to do so. That is, the order may be the second gold plating step → the electroless nickel plating step → the first gold plating step. In particular, in the case of forming a protective material, for example, a first principal surface side protective material forming step → a second gold plating step → a first principal surface side protective material removing step → a second principal surface side protective material forming step → electroless It may be in the order of a nickel plating step → a first gold plating step → a second main surface side protective material removing step.
[0045]
Then, an electronic component such as a semiconductor integrated circuit chip is soldered to the first main surface side of the wiring board manufactured as described above, and a gap between the electronic component and the wiring board is formed as necessary. Resin sealing with underfill material. In this case, not only the electronic component and the wiring board are fixed to each other by the solder, but also to each other by the underfill material. Therefore, when a thermal stress acts on the connection portion of the first main surface side connection terminal, breakage hardly occurs. Therefore, the disadvantage of the structure in which the electroless gold plating layer is formed on the copper layer via the electroless nickel plating layer can be surely offset.
[0046]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
[0047]
Hereinafter, a wiring board 11 and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a main part showing a wiring board 11 of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view showing a flip chip connection surface (hereinafter, referred to as an “FC connection surface”) of the wiring board 11, and FIG. 3 is a ball grid array connection surface (hereinafter, a “BGA connection surface”) of the wiring substrate 11. FIG. 4 to 10 are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing process of the wiring board 11 of the present embodiment. FIG. 11 is a flowchart for explaining a manufacturing process of the wiring board 11 of the present embodiment.
[0048]
As shown in FIG. 1, a board 12 constituting the wiring board 11 is a multilayer plate-like member having a substantially rectangular shape in plan view, and includes an FC connection surface 13 (first main surface) and a BGA connection surface 14 (first 2 main surfaces). In FIG. 1, the FC connection surface 13 (first main surface) is located on the upper side, and the BGA connection surface 14 (second main surface) is located on the lower side. The surface of the FC connection surface 13 (first main surface) of the substrate 12 is almost entirely covered with the solder resist 21. The surface of the BGA connection surface 14 (second main surface) of the substrate 12 is also almost entirely covered with the solder resist 22.
[0049]
As shown in FIGS. 1 and 2, a substantially rectangular die area (electronic component mounting area) is set on the FC connection surface 13 (first main surface) side of the substrate 12 at a substantially central portion thereof. . In this die area, a rectangular semiconductor integrated circuit chip 16, which is a kind of electronic component, can be mounted. In the die area, a large number of FC pads 17 (first main surface side connection terminals) for electrical connection with the semiconductor integrated circuit chip 16 are formed in a grid pattern (see FIG. 2). . On the other hand, no electronic component mounting area is particularly set on the BGA connection surface 14 (second main surface) side of the substrate 12, and instead, a motherboard 61 (another substrate) can be connected by soldering. For this reason, a large number of BGA pads 18 are formed in a grid pattern on almost the entire area of the BGA connection surface 14 of the substrate 12 as second main surface side connection terminals connected to connection terminals (not shown) on the motherboard 61 side. (See FIG. 3).
[0050]
The FC pad 17 as the first main surface side connection terminal has a structure in which an electroless gold plating layer 26 is formed on a copper layer 23 via an electroless nickel plating layer 29. The FC pads 17 are connected to the bumps 76 of the semiconductor integrated circuit chip 16 by soldering. Here, the copper layer 23 is set to 30 μm, the electroless nickel plating layer 29 is set to 6 μm, and the electroless gold plating layer 26 is set to 0.05 μm.
[0051]
On the other hand, the BGA pad 18 as the second main surface side connection terminal has a structure in which the electroless gold plating layer 30 is directly formed on the copper layer 24 by displacement plating, and the electroless nickel plating layer has no structure. I haven't. The BGA pad 18 is connected to a connection terminal of a motherboard 61 that supports the BGA connection surface 14 (second main surface) of the substrate 12 by soldering. Here, the thickness of the copper layer 24 is set to 30 μm, and the thickness of the electroless gold plating layer 30 is set to 0.05 μm. That is, in the case of this wiring board 11, the pad structures on the front and back surfaces are different, and one has a three-layer structure and the other has a two-layer structure.
[0052]
In the present embodiment, the BGA pads 18 are formed according to the size and pitch of the connection terminals on the motherboard 61, while the FC pads 17 are formed according to the size and pitch of the bumps 76 on the semiconductor integrated circuit chip 16. It is formed. Accordingly, the diameter and area of each BGA pad 18 are larger than the diameter and area of each FC pad 17. Specifically, the diameter of each BGA pad 18 is set to about 600 μm, and the diameter of each FC pad 17 is set to about 100 μm. The center distance (ie, pitch) between adjacent BGA pads 18, 18 is larger than the center distance (ie, pitch) between adjacent FC pads 17, 17. Specifically, the pitch between the BGA pads 18, 18 is set to about 600 μm, and the pitch between the FC pads 17, 17 is set to about 100 μm. Furthermore, the occupancy of the BGA pad 18 on the BGA connection surface 14 is considerably larger than the occupancy of the FC pad 17 on the FC connection surface 13. Specifically, the occupancy of the BGA pad 18 on the BGA connection surface 14 is set to 40% to 70%, and the occupancy of the FC pad 17 on the FC connection surface 13 is set to 5% to 15%.
[0053]
As shown in FIG. 1, an opening 25 for exposing the FC pad 17 is formed at a predetermined position of the solder resist 21. An opening 27 for exposing the BGA pad 18 is formed at a predetermined position of the solder resist 22. On the surface of the FC pad 17, a substantially hemispherical solder bump 28 called a so-called C4 bump is formed. On the surface of the BGA pad 18, a substantially spherical solder ball 62 is formed.
[0054]
As shown in FIG. 1, the substrate 12 has a core material 31 made of a glass cloth impregnated with an epoxy resin at a central portion thereof. On the upper surface 32 and the lower surface 33 of the core material 31, wiring patterns 34 and 35 made of copper having a thickness of several tens μm are formed. Via conductors 36 are formed at a plurality of locations in the core material 31. The via conductor 36 electrically connects the wiring pattern 34 on the upper surface 32 of the core material 31 to the wiring pattern 35 on the lower surface 33. Note that the inside of the via conductor 36 is filled with a closing body 37 having conductivity.
[0055]
On the upper surface 32 and the lower surface 33 of the core material 31, inner resin insulation layers 41 and 42 are formed using a photosensitive epoxy resin. On the surface (that is, the first main surface) of the resin insulating layer 41, a wiring pattern 51 is also formed in addition to the FC pad 17. On the surface (that is, the second main surface) of the resin insulating layer 42, a wiring pattern 52 is formed in addition to the BGA pad 18. Blind via conductors 53 and 54 are formed in the resin insulating layers 41 and 42. The upper blind via conductor 53 connects and connects the wiring pattern 34 and the wiring pattern 51. The lower blind via conductor 54 connects and connects the wiring pattern 35 and the wiring pattern 52.
[0056]
Then, as shown in FIG. 3, the gap between the wiring board 11 and the semiconductor integrated circuit chip 16 is filled with an underfill material 75 made of epoxy resin. Thus, the wiring substrate 11 and the semiconductor integrated circuit chip 16 are fixed to each other with the interface sealed.
[0057]
Next, a method for manufacturing the wiring board 11 of the present embodiment will be described in order with reference to FIGS.
[0058]
First, the substrate 12 having the above configuration is manufactured. Specifically, the following is performed. That is, the starting material is a double-sided copper-clad laminate in which copper foil is adhered to both sides of the core material 31, and laser processing is performed on the double-sided copper-clad laminate using a YAG laser or a carbon dioxide gas laser. Form. Next, after the via conductor 36 is formed by electroless copper plating on the inner surface of the through hole, the wiring patterns 34 and 35 are patterned by etching the copper foil. Here, after filling the via conductor 36 with the closing member 37, resin insulating layers 41 and 42 are formed on the upper surface 32 and the lower surface 33 of the core material 31. Next, holes are formed in the resin insulating layers 41 and 42 by laser processing, and blind holes for forming blind via conductors 53 and 54 are formed. Further, by performing electroless copper plating without forming a mask, copper plating is deposited inside the blind hole to form blind via conductors 53 and 54. At this time, electroless copper plating is also deposited on the entire outer surfaces of the resin insulating layers 41 and 42. Thereafter, exposure and development are performed to form a plating resist having a predetermined pattern. In this state, after performing electrolytic copper plating using the electroless copper plating layer as a common electrode, first, the resist is dissolved and removed, and the unnecessary electroless copper plating layer is further removed by etching. As a result, the wiring pattern 51 is formed on the surface of the upper resin insulating layer 41, and the copper layer 23 serving as the main body of the FC pad 17 is formed. In addition, the wiring pattern 52 is formed on the surface of the lower resin insulating layer 42, and the copper layer 24 serving as the main body of the BGA pad 18 is formed.
[0059]
Then, a photosensitive epoxy resin is applied and cured on the surfaces of the FC connection surface 13 (first main surface) and the BGA connection surface 14 (second main surface) of the substrate 12 manufactured as described above. Then, solder resists 21 and 22 are formed. Next, exposure and development are performed in a state where a predetermined mask is arranged, and the openings 25 and 27 are patterned in the solder resists 21 and 22 (see FIG. 4).
[0060]
Although not specifically shown, the wiring board 11 of the present embodiment is manufactured in a large-sized state in which a plurality of wiring boards are integrated vertically and horizontally at the stage of an intermediate product. Are performed collectively for intermediate products.
[0061]
Next, in step S110 of FIG. 11, a protective tape 82 having an adhesive layer on one surface of a protective base film is attached to almost the entire BGA connection surface 14 (second main surface) side (second main surface side). Protective material forming step). At this time, as shown in FIG. 5, a protective tape 82 is provided so as to cover each product area.
[0062]
Next, in step S120 of FIG. 11, the substrate 12 is immersed in an electroless nickel plating bath to perform electroless nickel plating. As a result, as shown in FIG. 6, the electroless nickel plating layer 29 is selectively formed only on the surface of the copper layer 23 on the FC connection surface 13 (first main surface) side (electroless nickel plating). Process).
[0063]
Next, in step S130 of FIG. 11, the substrate 12 is transferred to a replacement gold plating bath to perform electroless gold plating, and as shown in FIG. 6, the electroless nickel layer on the FC connection surface 13 (first main surface) side. The electroless gold plating layer 26 is selectively formed only on the surface of the substrate 29 (first gold plating step). As a result, the roughening and thinning of the electroless nickel plating layer 29 are avoided, so that the function as a barrier layer is ensured, and a favorable adhesion between the copper layer 23 and the electroless gold plating layer 26 is obtained. Can be.
[0064]
In the electroless nickel plating step and the first gold plating step, the BGA connection surface 14 (second main surface) side is securely protected by the protective tape 82. Therefore, the plating bath does not contact the BGA connection surface 14 (second main surface) side, and plating can be selectively deposited only on a predetermined portion on the FC connection surface 13 (first main surface) side. Therefore, a simple operation such as simply immersing the substrate 12 in a plating bath may be performed, and an operation of removing plating adhered to an unnecessary portion is not required.
[0065]
Next, in step S140 of FIG. 11, the substrate 12 is taken out of the electroless gold plating bath, and the protective tape 82 is peeled off as shown in FIG. 7 (second main surface side protective material removing step). Since the protective tape 81 is only temporarily fixed by the adhesive force of the adhesive and is not necessarily firmly bonded, it can be peeled off relatively easily.
[0066]
Next, in step S150 of FIG. 11, a protective tape 86 covering the BGA connection surface 13 (first main surface) side of the substrate 12 is attached as shown in FIG. 8 (second main surface side protective material forming step). At this time, it is desirable that the pressure-sensitive adhesive of the protection tape 86 is not brought into contact with the electroless gold plating layer 26 as much as possible.
[0067]
Next, in step S160 of FIG. 11, by performing displacement gold plating, the electroless gold plating layer 30 as shown in FIG. 9 is formed on the surface of the copper layer 24 on the BGA connection surface 14 (second main surface) side. Is directly formed (second gold plating step).
[0068]
In such a second gold plating step, the FC connection surface 13 (first main surface) side is securely protected by the protective tape 86. Therefore, the plating bath does not contact the FC pad 17 on the FC connection surface 13 (second main surface) side, and the plating is selectively deposited on a predetermined portion on the BGA connection surface 14 (second main surface) side. Can be. Therefore, a simple operation such as simply immersing the substrate 12 in a plating bath may be performed, and an operation of removing plating adhered to an unnecessary portion is not required.
[0069]
Next, in step S170 in FIG. 11, the substrate 12 is taken out of the replacement gold plating bath, and the protective tape 86 is peeled off as shown in FIG. 10 (first principal surface side protective material removing step). Since the protective tape 86 is only temporarily fixed by the adhesive force of the adhesive and is not necessarily firmly bonded, it can be peeled off relatively easily.
[0070]
Thereafter, a solder bump forming step is performed according to a well-known method, and a solder bump 28 is formed on the surface of the FC pad 17. Specifically, a mask having a predetermined pattern is placed on the solder resist 21, and a solder paste is printed on the FC pads 17. Then, the solder paste is reflowed. Thereafter, the intermediate product integrated in a large format is cut into individual pieces using a cutting tool such as a dicing blade, thereby completing the wiring board 11 of the present embodiment.
[0071]
Further, the semiconductor integrated circuit chip 16 is mounted on the die area of the wiring board 11. At this time, reflow is performed by aligning the solder bumps 28 on the wiring board 11 and the bumps 76 on the semiconductor integrated circuit chip 16. Thus, the solder bumps 28 and the bumps 76 are joined to each other, and the wiring board 11 side and the semiconductor integrated circuit chip 16 side are electrically connected. Further, a gap between the wiring board 11 and the semiconductor integrated circuit chip 16 is filled with an underfill material 75 and a hardening process is performed, and the gap is sealed with a resin. Further, if the solder balls 62 are provided on the BGA connection surface 14 (second main surface) side, a desired semiconductor package (so-called organic package) is completed.
[0072]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0073]
(1) In the wiring board 11 of the present embodiment, the BGA pads 18 are formed on the copper layer 24 without the nickel plating layer between the copper layer 24 and the electroless gold plating layer 30. The structure in which the plating layer 30 is directly formed is adopted. For this reason, the disadvantage of interposing an electroless nickel plating layer between the copper layer 24 and the electroless gold plating layer 30, for example, is eliminated. That is, the generation of a fragile layer at the solder interface due to a large amount of phosphorus contained in the electroless nickel plating layer is prevented beforehand, and the occurrence of disconnection failure due to breakage of the connection portion is prevented. Therefore, the connection reliability of the wiring board 11 can be improved.
[0074]
(2) Since the FC pad 17 has a structure in which the electroless gold plating layer 26 is formed on the copper layer 23 via the electroless nickel plating layer 29, the bonding strength with solder and the wettability are obtained. Since the electroless nickel plating layer 29 functions as a barrier layer, the adhesion between the copper layer 23 and the electroless gold plating layer 26 is also improved. Although the structure having the electroless nickel plating layer 29 causes concern about the generation of a fragile layer at the solder interface, the FC pad 17 has a larger area, pad pitch, and surface occupancy than the BGA pad 18. The rate is small. In addition, the gap between the semiconductor integrated circuit chip 16 and the wiring board 11 is tightly sealed with an underfill material 75 with resin. For this reason, even when heating and cooling are performed at the time of connection, the thermal stress concentrated on the connection portion of the FC pad 17 is not so large as the thermal stress concentrated on the connection portion of the BGA pad 18, and The occurrence rate of breakage is small in the first place. That is, the benefit of the structure in which the electroless gold plating layer 26 is formed on the copper layer 23 via the electroless nickel plating layer 29 is larger than the disadvantage of the structure. Therefore, as a result, the solder connection with the connection terminal of the semiconductor integrated circuit chip 16 can be reliably performed, and the connection reliability of the wiring board 11 can be improved.
[0075]
(3) Further, since the wiring board 11 of the present embodiment does not have the electrolytic nickel plating layer, unnecessary conductive paths whose terminals are electrically open such as plating tie bars are excluded from the wiring board 11. As a result, it is possible to effectively prevent the noise resistance of the substrate 12 from deteriorating due to unnecessary conductive paths and to prevent the impedance mismatch of the transmission path, and to improve the electrical characteristics of the wiring substrate 11. In addition, the space between the pads can be reduced because unnecessary conductive paths are not provided, which can contribute to downsizing of the outer dimensions of the substrate 12. In addition, since the wiring layout is less likely to be complicated, design restrictions are reduced, and the wiring board structure is easy to manufacture.
[0076]
(4) If the manufacturing method of the present embodiment is adopted, as described above, the novel wiring board 11 having excellent electrical characteristics and connection reliability and having a structure advantageous for downsizing can be relatively easily manufactured. And it can be obtained reliably. In addition, according to the manufacturing method of the present embodiment, the electroless gold plating is performed on the FC connection surface 13 (first main surface) in a state where the protection tape 82 is arranged, while the BGA connection surface is formed in a state where the protection tape 86 is arranged. (Second main surface) 14 is subjected to electroless gold plating. That is, electroless gold plating on the FC connection surface 13 (first main surface) and electroless gold plating on the BGA connection surface 14 (second main surface) are performed separately. Therefore, according to this manufacturing method, it is possible to individually set the film thickness of the electroless gold plating layers 26 and 30 to a suitable value, and it is easy to achieve improvement in connection reliability.
[Second embodiment]
[0077]
Next, a wiring board 11 and a method of manufacturing the same according to a second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In this embodiment, the wiring board 11 having the structure shown in FIG. 1 is manufactured through a slightly different process.
[0078]
In the manufacturing method of the first embodiment, the second main surface side protective material forming step (Step S110) → the electroless nickel plating step (Step S120) → the first gold plating step (Step S130) → the first main surface side protective material Removal step (step S140) → first main surface side protection material forming step (step S150) → second gold plating step (step S160) → first main surface side protection material removal step (step S170). .
[0079]
On the other hand, in the present embodiment, instead of performing the first main surface side protective material forming step to the first main surface side protective material removing step (steps S150 to S170), a double-sided simultaneous gold plating step (step S180) is performed. It is characterized by the following. That is, the electroless gold plating layer 26 is formed on the surface of the electroless nickel layer 29 on the FC connection surface 13 (first main surface) side (more precisely, on the surface of the existing electroless gold plating layer 26). The electroless gold plating layer 30 is directly formed on the surface of the copper layer 24 on the BGA connection surface 14 (second main surface) side. In this case, the electroless gold plating layer 26 on the FC connection surface 13 (first main surface) side is thicker than the electroless gold plating layer 30 on the BGA connection surface 14 (second main surface) side.
[0080]
According to the manufacturing method of the present embodiment, the first main surface side protective material forming step and the first main surface side protective material removing step can be omitted, so that the number of man-hours is further reduced than in the first embodiment. And the productivity can be further improved. Further, according to this manufacturing method, even if a floating pad exists on the FC connection surface 13 (first main surface) side, gold can be deposited on the surface of the pad. Therefore, also for the floating pad, the bonding force with solder and wettability can be improved, and the adhesion between the copper layer 23 and the electroless gold plating layer 26 can be improved. Therefore, the bonding strength between the semiconductor integrated circuit chip 16 and the bump 76 is increased, and the connection reliability of the wiring board 11 can be further improved.
[Third Embodiment]
[0081]
Next, a wiring board 11 and a method of manufacturing the same according to a third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In this embodiment, the wiring board 11 having the structure shown in FIG. 1 is manufactured through a slightly different process.
[0082]
In the first embodiment, nickel plating and gold plating are first performed on the FC connection surface 13 (first main surface) side, and then gold plating is performed on the BGA connection surface 14 (second main surface) side. In contrast, in the present embodiment, gold plating is first performed on the BGA connection surface 14 (second main surface) side, and then nickel plating and gold plating are performed on the FC connection surface 13 (first main surface) side. It is characterized by. Specifically, the first main surface side protection material forming step (step S150) → the second gold plating step (step S160) → the first main surface side protection material removing step (step S170) → the second main surface side protection material The forming step (step S110), the electroless nickel plating step (step S120), the first gold plating step (step S130), and the second principal surface side protective material removing step (step S140) are performed in this order.
[0083]
Even when the manufacturing method of the present embodiment is adopted, it is possible to relatively easily and reliably obtain a new wiring board 11 having excellent electrical characteristics and connection reliability and having a structure advantageous for downsizing. Can be.
[0084]
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, technical ideas grasped by the above-described embodiments will be listed below.
[0085]
(1) The distance between centers between adjacent second main surface side connection terminals is larger than the distance between centers between adjacent second main surface side connection terminals. Wiring board.
[0086]
(2) The occupation ratio of the second main surface side connection terminal on the second main surface is larger than the occupation ratio of the first main surface side connection terminal on the first main surface. 3. The wiring board according to 1 or 2.
[0087]
(3) In a semiconductor package in which a semiconductor integrated circuit chip having a plurality of connection terminals is flip-chip connected on a wiring substrate, the wiring substrate has a flip chip connection surface as a first main surface and a second main surface. Substantially plate-shaped substrate having a ball grid array connection surface, and having a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer, on the side of the first flip chip connection surface of the substrate A plurality of flip-chip pads for solder connection with a plurality of connection terminals of the semiconductor integrated circuit chip to be mounted; and a structure in which an electroless gold plating layer is directly formed on a copper layer; A ball grid array pad for solder connection with a connection terminal of another substrate which has a larger area than that of the substrate and supports the ball grid array connection surface side of the substrate. And a de and semiconductor package gap between the semiconductor integrated circuit chip and the wiring board substrate is characterized in that it is sealed with an underfill material.
[0088]
(4) a substantially plate-shaped substrate having a first main surface and a second main surface, and a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer, A first main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of an electronic component mounted on the first main surface side, and a structure in which an electroless gold plating layer is directly formed on a copper layer; A wiring board having a larger area than the main surface side connection terminal and having a second main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of another substrate supporting the second main surface side of the substrate. In the manufacturing method, a second main surface side protective material forming step of forming a second main surface side protective material covering the second main surface side, and electroless nickel plating are performed, and the copper layer on the first main surface side is formed. Electroless nickel plating step of forming the electroless nickel plating layer on the surface of A first gold plating step of forming the electroless gold plating layer on the surface of the electroless nickel plating layer on the first main surface side, and forming the electroless nickel plating layer and the electroless gold plating layer after forming the electroless gold plating layer. (2) a second main surface side protection material removing step of removing the main surface side protection material, and forming a first main surface side protection material covering the first main surface side on which the first main surface side connection terminals are formed. A first main surface side protective material forming step, a second gold plating step of performing gold plating, and directly forming the electroless gold plating layer on the surface of the copper layer on the second main surface side, A first main surface side protective material removing step of removing the first main surface side protective material after the direct formation of the gold plating layer.
[0089]
(5) The method for manufacturing a wiring board according to claim 3, wherein the electroless nickel plating step and the first gold plating step are performed continuously.
[0090]
(6) Before the electroless nickel plating step and the first gold plating step, a second main surface side protective material forming step of forming a second main surface side protective material covering the second main surface side is performed. 4. The method according to claim 3, wherein a first main surface side protective material forming step of forming a first main surface side protective material covering the first main surface side is performed before the second gold plating step. Method of manufacturing a wiring board.
[0091]
(7) Before the electroless nickel plating step, a second main surface side protection material forming step of forming a second main surface side protection material covering the second main surface side is performed, and the double-sided simultaneous gold plating step is performed. 5. The method according to claim 4, wherein a first main surface side protective material forming step of forming a first main surface side protective material that covers the first main surface side is performed before the first main surface side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an essential part cross-sectional view showing a wiring board according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a schematic plan view showing an FC connection surface (first main surface) of the wiring board according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic plan view showing a BGA connection surface (second main surface) of the wiring board according to the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where a solder resist is formed on a substrate in the manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a protective tape (a second main surface side protective material) is adhered to a BGA connection surface (a second main surface) in the manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an electroless nickel plating layer and a gold plating layer are formed on the FC connection surface (first main surface) side in the manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a protection tape (a second main surface side protection material) has been removed in the manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a protection tape (first main surface side protection material) is attached to the FC connection surface (first main surface) side in the manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state where a gold plating layer is directly formed on the BGA connection surface (second main surface) side in the manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a protection tape (first main surface side protection material) has been removed in a manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a manufacturing process according to the first embodiment.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a manufacturing process according to a second embodiment.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a manufacturing process according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Wiring board
12 ... Substrate
13: FC connection surface as first main surface
14 BGA connection surface as second main surface
16. Semiconductor integrated circuit chips as electronic components
17: FC pad as first main surface side connection terminal
18 BGA pad as second main surface side connection terminal
23, 24 ... copper layer
26,30 ... Electroless gold plating layer
29 ... Electroless nickel plating layer
61: Motherboard as another board
62 solder ball
76 ... Solder bumps as connection terminals for electronic components
82 ... Protective tape as second principal surface side protective material
86: Protective tape as first main surface side protective material

Claims (4)

第1主面及び第2主面を有する略板形状の基板と、
銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有し、前記基板の前記第1主面側に搭載される電子部品の接続端子とはんだ接続するための第1主面側接続端子と、
銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有し、前記第1主面側接続端子よりも大面積であり、前記基板の前記第2主面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するための第2主面側接続端子と
を備えたことを特徴とする配線基板。
A substantially plate-shaped substrate having a first main surface and a second main surface;
It has a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer, and has a structure for solder connection with a connection terminal of an electronic component mounted on the first main surface side of the substrate. 1 main surface side connection terminal,
It has a structure in which an electroless gold plating layer is directly formed on a copper layer, has a larger area than the first main surface side connection terminal, and connects another substrate that supports the second main surface side of the substrate. A wiring board comprising: a terminal and a second main surface side connection terminal for solder connection.
前記第1主面側接続端子は、前記電子部品である半導体集積回路チップの接続端子とはんだ接続するための複数のフリップチップ用パッドであり、前記第2主面側接続端子は、前記別の基板の接続端子とはんだボールを介して接続するための複数のボールグリッドアレイ用パッドであることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。The first main surface side connection terminal is a plurality of flip chip pads for solder connection with a connection terminal of a semiconductor integrated circuit chip as the electronic component, and the second main surface side connection terminal is the another main body side connection terminal. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board is a plurality of pads for a ball grid array for connecting to connection terminals of the board via solder balls. 第1主面及び第2主面を有する略板形状の基板と、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有し、前記基板の前記第1主面側に搭載される電子部品の接続端子とはんだ接続するための第1主面側接続端子と、銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有し、前記第1主面側接続端子よりも大面積であり、前記基板の前記第2主面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するための第2主面側接続端子とを備えた配線基板の製造方法において、
無電解ニッケルめっきを行い、前記第1主面側の前記銅層の表面上に前記無電解ニッケルめっき層を形成する無電解ニッケルめっき工程と、
無電解金めっきを行い、前記第1主面側の前記無電解ニッケル層の表面上に前記無電解金めっき層を形成する第1金めっき工程と、
無電解金めっきを行い、前記第2主面側の前記銅層の表面上に前記無電解金めっき層を直接形成する第2金めっき工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
A substantially plate-shaped substrate having a first main surface and a second main surface, and a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer, A first main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of an electronic component mounted on the surface side, and a structure in which an electroless gold plating layer is directly formed on a copper layer; A method of manufacturing a wiring board having a larger area than a connection terminal and including a second main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of another substrate supporting the second main surface side of the substrate. ,
Performing an electroless nickel plating to form the electroless nickel plating layer on the surface of the copper layer on the first main surface side;
A first gold plating step of performing electroless gold plating and forming the electroless gold plating layer on the surface of the electroless nickel layer on the first main surface side;
A second gold plating step of performing electroless gold plating and directly forming the electroless gold plating layer on the surface of the copper layer on the second main surface side.
第1主面及び第2主面を有する略板形状の基板と、銅層上に無電解ニッケルめっき層を介して無電解金めっき層を形成した構造を有し、前記基板の前記第1主面側に搭載される電子部品の接続端子とはんだ接続するための第1主面側接続端子と、銅層上に無電解金めっき層を直接形成した構造を有し、前記第1主面側接続端子よりも大面積であり、前記基板の前記第2主面側を支持する別の基板の接続端子とはんだ接続するための第2主面側接続端子とを備えた配線基板の製造方法において、
無電解ニッケルめっきを行い、前記第1主面側の前記銅層の表面上に前記無電解ニッケルめっき層を形成する無電解ニッケルめっき工程と、
金めっきを行い、前記第1主面側の前記電解ニッケル層の表面上に前記無電解金めっき層を形成し、かつ、前記第2主面側の前記銅層の表面上に前記無電解金めっき層を直接形成する両面同時金めっき工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
A substantially plate-shaped substrate having a first main surface and a second main surface, and a structure in which an electroless gold plating layer is formed on a copper layer via an electroless nickel plating layer, A first main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of an electronic component mounted on the surface side, and a structure in which an electroless gold plating layer is directly formed on a copper layer; A method of manufacturing a wiring board having a larger area than a connection terminal and including a second main surface side connection terminal for solder connection with a connection terminal of another substrate supporting the second main surface side of the substrate. ,
Performing an electroless nickel plating to form the electroless nickel plating layer on the surface of the copper layer on the first main surface side;
Gold plating is performed to form the electroless gold plating layer on the surface of the electrolytic nickel layer on the first main surface, and the electroless gold is formed on the surface of the copper layer on the second main surface. A method for manufacturing a wiring board, comprising: a step of simultaneously forming a plating layer on both sides by simultaneously performing a gold plating step.
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