JP2004356294A - 配線基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接続パッドに溶着するハンダバンプの接続信頼性を向上させることができる配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】配線基板１０１は、基板主面１０２に開口し開口径が１１０μｍ以下の主面側第１，第２開口１２８１，１２８２と、これらの中に配置された主面側第１，第２接続パッド１４９１，１４９２と、これら主面側第１，第２接続パッド１４９１，１４９２に溶着する第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２とを備える。そして、その製造方法は、主面側第１，第２開口１２８１等にハンダペースト１５１Ｐを載置した後に、ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１，第２接続パッド１４９１等側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、第１，第２ハンダバンプ１５１１等を形成する工程を備える。
【選択図】 図８
【解決手段】配線基板１０１は、基板主面１０２に開口し開口径が１１０μｍ以下の主面側第１，第２開口１２８１，１２８２と、これらの中に配置された主面側第１，第２接続パッド１４９１，１４９２と、これら主面側第１，第２接続パッド１４９１，１４９２に溶着する第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２とを備える。そして、その製造方法は、主面側第１，第２開口１２８１等にハンダペースト１５１Ｐを載置した後に、ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１，第２接続パッド１４９１等側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、第１，第２ハンダバンプ１５１１等を形成する工程を備える。
【選択図】 図８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップなどの電子部品やマザーボードなどの他の基板が接続される配線基板の製造方法に関し、特に、接合面にハンダバンプが形成された配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＩＣチップなどの電子部品やマザーボードなどの他の基板が接続される配線基板が知られている。例えば、図１０に基板主面（接合面）９０２側の要部の部分拡大断面図を示す配線基板９０１が挙げられる。この配線基板９０１は、電子部品を搭載する基板主面９０２と、基板裏面（図示しない）とを有する略板形状である。配線基板９０１は、基板主面９０２側に樹脂絶縁層９０５を備える。そして、この樹脂絶縁層９０５上には、基板主面９０２に開口する多数の開口９０９が形成されたソルダーレジスト層９０７が積層されている。
【０００３】
各開口９０９内には、ハンダ（ハンダバンプ９１７）を介して電子部品の端子と接続される接続パッド９１１がそれぞれ配置されている。具体的には、これらの接続パッド９１１は、樹脂絶縁層９０５の表面上に形成されたパッド９１３と、このパッド９１３上に被着したＮｉメッキ層９１５とからなる。各々のパッド９１３は、平面視略円形状の略板形状であり、その中央部９１３Ｔが開口９０９内に位置し、周縁部９１１Ｓがソルダーレジスト層９０７に覆われている。そして、パッド９１３の中央部９１３Ｔ上に、平面視略円形状のＮｉメッキ層９１５が被着している。
各開口９０９内の接続パッド９１１上には、ハンダバンプ９１７がそれぞれ溶着し、開口９０９内から基板主面９０２を越えて突出している。
【０００４】
このような配線基板９０１のうち、ハンダバンプ９１７は、次のように製造する。即ち、樹脂絶縁層９０５、ソルダーレジスト層９０７及び接続パッド９１１を形成した基板本体を用意する。そして、ソルダーレジスト層９０７の開口９０９に対応した所定パターンの印刷マスクを用いて、各開口９０９にハンダペーストを印刷する。その後、加熱してハンダを溶解し、ハンダバンプ９１７を形成する。
なお、このような技術に関連する文献として、例えば、特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−７７５３号公報（図７参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ハンダバンプ９１７が接続パッド９１１に溶着するには、ハンダペーストを加熱したときに、溶解したハンダが接続パッド９１１に濡れなければならない。
しかしながら、印刷時にハンダペーストが接続パッド９１１に接触していない場合には、ハンダペーストを加熱してハンダを溶解すると、図１１に示すように、ハンダが自己の表面張力により略球形状となって、接続パッド９１１との間に隙間ができたままの状態となることがある。そうすると、ハンダバンプ９１７は接続パッド９１１に溶着しない。このような問題は、開口９０９の開口径（直径２Ｒ）が小さい場合や、開口９０９の深さ、即ち基板主面９０２から接続パッド９１１までの深さＨが大きい場合、また、各開口９０９に印刷するハンダペースト量が多く、ハンダバンプ９１７の体積Ｖが大きい場合に特に生じやすい。
【０００７】
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであって、接続パッドに溶着するハンダバンプを有する配線基板について、ハンダバンプの接続信頼性を向上させることができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、接合面と、この接合面に開口し開口径が１１０μｍ以下（０は含まず）の開口であって、開口径がそれぞれ異なる複数種の開口と、これらの開口内にそれぞれ配置された接続パッドと、これらの接続パッドにそれぞれ溶着し上記接合面を越えて突出する複数種のハンダバンプと、を備える配線基板の製造方法であって、複数種の上記開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを上記接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、複数種の上記ハンダバンプを形成するハンダバンプ形成工程を備える配線基板の製造方法である。
【０００９】
前述したように、ハンダペーストを印刷する開口（例えば、ソルダーレジスト層の開口）の開口径が小さいと、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。ハンダペーストが開口の奥まで入り込みにくく、印刷時にハンダペーストが接続パッドに接触しにくいためであると考えられる。特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合、開口によっては、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。
これに対し、本発明では、開口径の異なる複数種の開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、ハンダペーストを接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、ハンダバンプをそれぞれ形成する。このようにすれば、たとえ印刷時にハンダペーストが接続パッドに接触していなくても、ハンダが溶解したときに、ハンダが接続パッドに押し付けられて接続パッドに濡れるので、いずれの種類のハンダバンプも接続パッドに溶着する。従って、ハンダバンプを形成する開口の開口径が小さいにも拘わらず、いずれの種類のハンダバンプも接続信頼性を向上させることができる。
【００１０】
本発明で製造する配線基板は、上記の構成を満たすものであればいずれのものでもよく、例えば、コア基板の両面に複数の絶縁層と配線層が交互に形成され、その両面にソルダーレジスト層が形成されたものや、コア基板の片面に複数の絶縁層や配線層が交互に形成され、その上にソルダーレジスト層が形成されたものなどが挙げられる。また、コア基板を有しない多層配線基板でもよい。
なお、絶縁層は、セラミック製でも樹脂製でもよい。即ち、絶縁体は、アルミナ、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、低温焼成セラミックなどのセラミックでも、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂などの樹脂でも、あるいは、ガラス−エポキシ樹脂複合材料、セラミック−樹脂複合材料などの複合材料などであってもよい。
【００１１】
また、接続パッドは、いずれの形態でもよく、例えば、絶縁層の層間に形成された導体層の一部である略平板形状のものの他、ビア導体を接続パッドとすることもできる。この場合、ビア導体は、中央部が凹んだ椀状のビア導体でも、ビア孔が完全に導体で埋まったフィルドビアでもよい。
また、開口は、平面視略円形状のものに限定されるものではなく、例えば、平面視略矩形状、平面視略楕円形状、平面視略長円形状など、いずれの形状であっても構わない。従って、本明細書でいう「開口径」とは、開口を平面視したときに、開口内の任意の２点間の距離が最大となる寸法をいう。
【００１２】
また、他の解決手段は、接合面と、この接合面に開口する開口であって、開口径がそれぞれ異なる複数種の開口と、これらの開口内にそれぞれ配置された接続パッドと、これらの接続パッドにそれぞれ溶着し上記接合面を越えて突出する複数種のハンダバンプと、を備える配線基板の製造方法であって、上記ハンダバンプの各々の体積をＶｎとして、下記式（１）Ｖｎ＝４π（ｒｎ）３／３ …（１）から求めたｒｎが、そのハンダバンプが形成された上記開口の半径Ｒｎと上記接合面から上記接続パッドまでの深さＨｎとの間で、下記式（２）Ｈｎ＞ｒｎ−（（ｒｎ）２−（Ｒｎ）２）１／２ …（２）をそれぞれ満たすときに、複数種の上記開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを上記接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、複数種の上記ハンダバンプを形成するハンダバンプ形成工程を備える配線基板の製造方法である。
【００１３】
前述したように、ハンダペーストを印刷する開口（例えば、ソルダーレジスト層の開口）の開口径が小さい場合や、接合面から接続パッドまでの深さが大きい場合、ハンダバンプの体積が大きい場合に、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合、開口によっては、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。
これを幾何学的に考えてみると、ハンダバンプの体積をＶｎとして、ハンダが溶解して略球状になったときには、式 Ｖｎ＝４π（ｒｎ）３／３からその半径ｒｎが求まる。また、開口の半径をＲｎとすると、略球状のハンダのうち、開口内に入った部分の高さは、ｒｎ−（（ｒｎ）２−（Ｒｎ）２）１／２となる（図１１参照）。この高さが、接合面から接続パッドまでの深さＨｎよりも小さいとき、溶解したハンダは接続パッドと接しない。つまり、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない。従って、式 Ｈｎ＞ｒｎ−（（ｒｎ）２−（Ｒｎ）２）１／２を満たす場合に、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が特に生じやすい。さらに、開口径が異なる開口が複数種存在する場合、開口によっては、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。
【００１４】
このような条件において、本発明では、複数種の開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、ハンダバンプをそれぞれ形成する。このようにすれば、印刷時にハンダペーストが接続パッドに接触していなくても、ハンダが溶解したときに、ハンダが接続パッドに押し付けられて接続パッドに濡れるので、いずれの種類のハンダバンプも接続パッドに溶着する。従って、ハンダバンプが接続パッドに溶着しにくい条件にも拘わらず、いずれの種類のハンダバンプも接続信頼性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、上記のいずれかに記載の配線基板の製造方法であって、前記ハンダバンプ形成工程は、押圧面を有する治具を用い、上記押圧面により複数種の前記ハンダペーストを一括して前記接続パッド側に向けて押さえつつ、複数種の前記ハンダバンプを一括して形成する配線基板の製造方法とすると良い。
【００１６】
本発明によれば、ハンダバンプ形成工程において、押圧面を有する治具を用い、この押圧面により、各々の開口に印刷されたハンダペーストを一括して接続パッド側に向けて押さえつつ、複数種のハンダバンプを一括して形成する。
このように、押圧面によりハンダペーストを押さえつつハンダバンプを形成すれば、各々のハンダバンプの頂面が平坦とされる。しかも、押圧面により一括してハンダペーストを押さえつつ一括してハンダバンプを形成するので、特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合であっても、いずれの開口に形成したハンダバンプについてもハンダバンプのコポラナリティを向上させることができる。
治具は、一括してハンダペーストを抑えることができる押圧面を有するものであれば、いずれも形態であっても構わない。例えば、平板形状のガラス板などを利用することができる。また、ガラス板に押圧面の位置を規定する脚部が付いたものなどを用いることもできる。
【００１７】
さらに、上記の配線基板の製造方法であって、前記治具は前記押圧面の位置を規定する脚部を有し、前記ハンダバンプ形成工程は、上記脚部を前記接合面に向けて上記治具を上記接合面上に載置し、少なくともハンダを溶解したときに、上記脚部を上記配線基板に当接させて、上記押圧面と上記接合面とを所定間隔とする配線基板の製造方法とすると良い。
【００１８】
本発明によれば、治具は、押圧面とこの押圧面の位置を規定する脚部とを有する。そして、ハンダバンプ形成工程において、脚部を接合面に向けて治具を接合面上に載置し、少なくともハンダを溶解したときに、脚部を配線基板に当接させて、押圧面と接合面とを所定間隔とする。
このようにしてハンダバンプを形成すれば、特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合であっても、ハンダが潰れすぎて隣り合うハンダバンプ同士で繋がるなどの不具合が生じることなく、いずれの開口に形成したハンダバンプについても、ハンダバンプの高さを容易に所定値とすることができる。
なお、治具の脚部は、少なくともハンダを溶解したときに、配線基板に当接させればよいから、治具を接合面上に載置するときに脚部を配線基板に当接させてもよいし、ハンダが溶解して初めて脚部が配線基板に当接するようにしてもよい。いずれにしてもハンダが溶解したときに脚部が配線基板に当接すれば、押圧面と接合面とを所定間隔とし、ハンダバンプの高さを所定値とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態の配線基板１０１について、図１に部分断面図を、図２に基板主面１０２側の要部の部分拡大断面図を示す。この配線基板１０１は、ＩＣチップやチップコンデンサなどの電子部品が搭載される基板主面（接合面）１０２と、その反対の基板裏面１０３とを有する略矩形の略板形状である。配線基板１０１は、その中心にガラス−エポキシ樹脂からなる厚さ約８００μｍのコア基板１１１を備える。そして、このコア基板１１１のコア主面１１２上には、エポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの主面側第１絶縁層１２１が積層され、その上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの主面側第２絶縁層１２４が積層され、さらにその上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの主面側ソルダーレジスト層１２７が積層されている。また同様に、コア基板１１１のコア裏面１１３上には、エポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの裏面側第１絶縁層１３１が積層され、その上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの裏面側第２絶縁層１３４が積層され、さらにその上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの裏面側ソルダーレジスト層１３７が積層されている。
【００２０】
このうちコア基板１１１には、これを貫通する直径約３５０μｍのスルーホール１１５が所定の位置に多数形成され、その内周面には、Ｃｕからなる略筒状の厚さ約２０μｍのスルーホール導体１１６がそれぞれ形成されている。そして、各スルーホール導体１１６内には、エポキシ樹脂等からなる略円柱形状の樹脂充填体１１７がそれぞれ形成されている。
また、主面側第１絶縁層１２１には、これを貫通するビア孔１２２が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１２３がそれぞれ形成されている。また、主面側第２絶縁層１２４にも、これを貫通するビア孔１２５が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１２６がそれぞれ形成されている。また、主面側ソルダーレジスト層１２７には、これを貫通する主面側第１開口１２８１と主面側第２開口１２８２がそれぞれ所定の位置に多数形成されている。主面側第１開口１２８１は、平面視略円形状であり、その開口径（直径２Ｒ１）は約８０μｍである。従って、半径Ｒ１は約４０μｍである。一方、主面側第２開口１２８２は、平面視略円形状であり、その開口径（直径２Ｒ２）は約１００μｍである。従って、半径Ｒ２は約５０μｍである。
【００２１】
また同様に、裏面側第１絶縁層１３１にも、これを貫通するビア孔１３２が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１３３がそれぞれ形成されている。また、裏面側第２絶縁層１３４にも、これを貫通するビア孔１３５が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１３６がそれぞれ形成されている。また、裏面側ソルダーレジスト層１３７には、これを貫通する平面視略円形状の裏面側開口１３８が所定の位置に多数形成されている。
【００２２】
コア基板１１１と主面側第１絶縁層１２１との層間には、配線やパッドを有し、コア基板１１１のスルーホール導体１１６及び主面側第１絶縁層１２１のビア導体１２３と接続する所定パターンの主面側第１導体層１４１が形成されている。
また、主面側第１絶縁層１２１と主面側第２絶縁層１２４との層間にも、配線やパッドを有し、主面側第１絶縁層１２１のビア導体１２３及び主面側第２絶縁層１２４のビア導体１２６と接続する所定パターンの主面側第２導体層１４３が形成されている。
また、主面側第２絶縁層１２４と主面側ソルダーレジスト層１２７との層間にも、配線やパッドを有し、主面側第２絶縁層１２４のビア導体１２６と接続する所定パターンの主面側第３導体層１４５が形成されている。
【００２３】
この主面側第３導体層１４５のうち、一部のパッド（主面側第１パッド１４７１）は、主面側ソルダーレジスト層１２７の主面側第１開口１２８１の所に配置され、また、一部のパッド（主面側第２パッド１４７２）は、主面側ソルダーレジスト層１２７の主面側第２開口１２８２の所に配置されている。具体的には、図２に示すように、主面側第１パッド１４７１は、厚さ約１５μｍの平面視略円形状の略板形状であり、その中央部１４７１Ｔが主面側第１開口１２８１内に配置され、その周縁部１４７１Ｓが主面側ソルダーレジスト層１２７に覆われている。そして、主面側第１パッド１４７１の中央部１４７１Ｔ上には、厚さが約５μｍで平面視略円形状の主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１がそれぞれ被着し、主面側第１パッド１４７１と主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１とからなる主面側第１接続パッド１４９１を構成している。基板主面１０２からこの主面側第１接続パッド１４９１までの深さＨ１は、約３５μｍである。一方、主面側第２パッド１４７２も、厚さ約１５μｍの平面視略円形状の略板形状であり、その中央部１４７２Ｔが主面側第２開口１２８２内に配置され、その周縁部１４７２Ｓが主面側ソルダーレジスト層１２７に覆われている。そして、主面側第２パッド１４７２の中央部１４７２Ｔ上には、厚さが約５μｍで平面視略円形状の主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２がそれぞれ被着し、主面側第２パッド１４７２と主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２とからなる主面側第２接続パッド１４９２を構成している。基板主面１０２からこの主面側第２接続パッド１４９２までの深さＨ２は、深さＨ１と同じく約３５μｍである。
【００２４】
主面側第１接続パッド１４９１上（主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１上）には、主面側第１開口１２８１内から基板主面１０２を越えて突出する第１ハンダバンプ１５１１がそれぞれ形成されている。各々の第１ハンダバンプ１５１１の体積Ｖ１は、約３．８２×１０５ μｍ３ である。これらの第１ハンダバンプ１５１１は、主面側第１接続パッド１４９１に確実に溶着し、接続信頼性が高い。また、各々の第１ハンダバンプ１５１１の頂部は平坦とされ、また、基板主面１０２からの高さが約２０μｍと所定値とされ、しかも、これらの第１ハンダバンプ１５１１は、コポラナリティに優れている。一方、主面側第２接続パッド１４９２上（主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２上）には、主面側第２開口１２８２内から基板主面１０２を越えて突出する第２ハンダバンプ１５１２がそれぞれ形成されている。各々の第２ハンダバンプ１５１２の体積Ｖ２は、約７．４６×１０５ μｍ３ である。これらの第２ハンダバンプ１５１２も、主面側第２接続パッド１４９２に確実に溶着し、接続信頼性が高い。また、各々の第２ハンダバンプ１５１２の頂部は平坦とされ、また、基板主面１０２からの高さが約２０μｍと所定値とされ、しかも、これらの第２ハンダバンプ１５１２は、コポラナリティに優れている。
【００２５】
一方、図１に示すように、コア基板１１１と裏面側第１絶縁層１３１との層間にも、配線やパッドを有し、コア基板１１１のスルーホール導体１１６及び裏面側第１絶縁層１３１のビア導体１３３と接続する所定パターンの裏面側第１導体層１６１が形成されている。
また、裏面側第１絶縁層１３１と裏面側第２絶縁層１３４との層間にも、配線やパッドを有し、裏面側第１絶縁層１３１のビア導体１３３及び裏面側第２絶縁層１３４のビア導体１３６と接続する所定パターンの裏面側第２導体層１６３が形成されている。
また、裏面側第２絶縁層１３４と裏面側ソルダーレジスト層１３７との層間にも、配線やパッドを有し、裏面側第２絶縁層１３４のビア導体１３６と接続する所定パターンの裏面側第３導体層１６５が形成されている。
【００２６】
この裏面側第３導体層１６５のうち、一部の裏面側パッド１６７は、裏面側ソルダーレジスト層１３７の裏面側開口１３８の所にそれぞれ配置されている。具体的には、この裏面側パッド１６７も、厚さ約１５μｍの平面視略円形状の略板形状であり、その中央部が裏面側開口１３８内に配置され、その周縁部が裏面側ソルダーレジスト層１３７に覆われている。そして、裏面側パッド１６７の中央部上には、厚さが約５μｍで平面視略円形状の裏面側Ｎｉメッキ層１６８がそれぞれ被着し、裏面側パッド１６７と裏面側Ｎｉメッキ層１６８とからなる裏面側接続パッド１６９を構成している。さらに、この裏面側接続パッド１６９上には、酸化防止のため、厚さ約０．０５μｍのごく薄い裏面側Ａｕメッキ層１７０がそれぞれ被着している。
【００２７】
次いで、この配線基板１０１の製造方法について説明する。
まず、公知の手法により、図３に示す基板本体１１０を製造する。具体的に説明すると、まず、コア基板１１１を用意し、これにドリル等で所定の位置にスルーホール１１５を穿孔する。次に、Ｃｕ無電解メッキとＣｕ電解メッキを順次施し、スルーホール１１５の内周面に略筒状のスルーホール導体１１６を形成すると共に、コア主面１１２とコア裏面１１３の略全面にベタ状導体層を形成する。
次に、スルーホール導体１１６内に樹脂ペーストを印刷充填し、その後、樹脂ペーストを熱硬化させて、樹脂充填体１１７を形成する。そして、この樹脂充填体１１７の端部を研磨除去し、コア主面１１２及びコア裏面１１３を面一にする。さらに、Ｃｕ無電解メッキとＣｕ電解メッキを順次施し、樹脂充填体１１７上に蓋メッキ層を形成する。
次に、コア主面１１２とコア裏面１１３のベタ状導体層上に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのエッチングレジスト層をそれぞれ形成する。そして、エッチングレジスト層から露出する導体層をエッチング除去し、ベタ状導体層をパターン化して、主面側第１導体層１４１と裏面側第１導体層１６１を形成する。
【００２８】
次に、コア主面１１２及び主面側第１導体層１４１上に、フォトリソグラフィ法により、所定の位置にビア孔１２２を多数有する主面側第１絶縁層１２１を形成する。また同様にして、コア裏面１１３及び裏面側第１導体層１６１上に、所定の位置にビア孔１３２を多数有する裏面側第１絶縁層１３１を形成する。
次に、主面側第１絶縁層１２１のビア孔１２２にビア導体１２３を形成すると共に、裏面側第１絶縁層１３１のビア孔１３２にビア導体１３３を形成する。また、主面側第１絶縁層１２１上に主面側第２導体層１４３を形成し、裏面側第１絶縁層１３１上に裏面側第２導体層１６３を形成する。具体的には、Ｃｕ無電解メッキを施し、主面側第１絶縁層１２１上及びそのビア孔１２２内、裏面側第１絶縁層１３１上及びそのビア孔１３２内に、無電解メッキ層を形成する。その後、主面側第１絶縁層１２１上の無電解メッキ層上と裏面側第１絶縁層１３１上の無電解メッキ層上に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのメッキレジスト層を形成する。その後、Ｃｕ電解メッキを施し、各々のメッキレジスト層から露出する無電解メッキ層上に所定パターンの電解メッキ層を形成する。その後、メッキレジスト層をそれぞれ剥離して、露出した無電解メッキ層をエッチングにより除去し、所定パターンの主面側第２導体層１４３と裏面側第２導体層１６３を形成する。
【００２９】
次に、主面側第１絶縁層１２１及び主面側第２導体層１４３上に、フォトリソグラフィ法により、所定の位置にビア孔１２５を多数有する主面側第２絶縁層１２４を形成する。また同様にして、裏面側第１絶縁層１３１及び裏面側第２導体層１６３上に、所定の位置にビア孔１３５を多数有する裏面側第２絶縁層１３４を形成する。
次に、主面側第２絶縁層１２４のビア孔１２５にビア導体１２６を形成すると共に、裏面側第２絶縁層１３４のビア孔１３５にビア導体１３６を形成する。また、主面側第２絶縁層１２４上に主面側第３導体層１４５を形成し、裏面側第１絶縁層１３４上に裏面側第２導体層１６５を形成する。この工程は、前述したビア導体１２３，１３３、主面側第２導体層１４３及び裏面側第２導体層１６３の形成と同様に行えばよい。
【００３０】
次に、主面側第２絶縁層１２４及び主面側第３導体層１４５上に、フォトリソグラフィ法により、所定の位置に主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２をそれぞれ多数有する主面側ソルダーレジスト層１２７を形成する。また同様にして、裏面側第２絶縁層１３４及び裏面側第３導体層１６５上に、所定の位置に裏面側開口１３８を多数有する裏面側ソルダーレジスト層１３７を形成する。
次に、Ｎｉメッキを施し、主面側ソルダーレジスト層１２７の主面側第１開口１２８１内に露出する主面側第１パッド１４７１上に、厚さ約５μｍの主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１を被着させ、主面側第１接続パッド１４９１を形成すると共に、主面側第２開口１２８２内に露出する主面側第２パッド１４７２上に、厚さ約５μｍの主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２を被着させ、主面側第２接続パッド１４９２を形成する。またこれと共に、裏面側ソルダーレジスト層１３７の裏面側開口１３８内に露出する裏面側パッド１６７上にも、厚さ約５μｍの裏面側Ｎｉメッキ層１６８を被着させ、裏面側接続パッド１６９を形成する。
次に、Ａｕメッキを施し、酸化防止のため、主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１上に、厚さ約０．０５μｍのごく薄い主面側第１Ａｕメッキ層１５０１を形成し、また、主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２上に、厚さ約０．０５μｍのごく薄い主面側第２Ａｕメッキ層１５０２を形成すると共に、裏面側Ｎｉメッキ層１６８上にも、厚さ約０．０５μｍのごく薄い裏面側Ａｕメッキ層１７０を形成すれば、図３に示す基板本体１１０ができる。
【００３１】
次に、ハンダバンプ形成工程において、各々の主面側第１接続パッド１４９１上に第１ハンダバンプ１５１１を形成すると共に、各々の主面側第２接続パッド１４９２上に第２ハンダバンプ１５１２を形成する。
具体的には、まず、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２に対応した所定パターンの印刷マスクを用いて、図４及び図５に示すように、各々の主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２にハンダペースト１５１Ｐを印刷する。ハンダペースト１５１Ｐは、ハンダ粉末の他、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤等を有するので、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２に印刷するハンダペースト１５１Ｐの体積は、後述する第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の体積よりもそれぞれ大きい。なお、図４は複数の主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２を含む中央部の部分断面図を示し、図５は主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２近傍の部分拡大断面図を示している。以下に示す図６〜図９についても同様である。
【００３２】
主面側第１開口１２８１は、開口径（直径２Ｒ１）が約８０μｍと小さいため、特に、単にハンダペースト１５１Ｐを印刷しただけでは、ハンダペースト１５１Ｐは主面側第１接続パッド１４９１まで達せずに、ハンダペースト１５１Ｐと主面側第２接続パッド１４９１との間に隙間ができるものがある。また、主面側第２開口１２８２も、開口径（直径２Ｒ２）が約１００μｍと小さいため、特に、単にハンダペースト１５１Ｐを印刷しただけでは、ハンダペースト１５１Ｐは主面側第２接続パッド１４９２まで達せずに、ハンダペースト１５１Ｐと主面側第２接続パッド１４９２との間に隙間ができるものがある。なお、図中では、便宜上、すべてのハンダペースト１５１Ｐが主面側第１，第２接続パッド１４９１，１４９２に接触していない状態を示してある。
【００３３】
次に、図６及び図７に示すように、基板主面１０２上にハンダ押圧治具ＪＧを載置する。このハンダ押圧治具ＪＧは、ガラスからなり、押圧平面ＪＧ１を有する略板形状の治具本体ＪＧ２と、ガラスからなり、押圧平面ＪＧ１の周縁近傍に固着された厚さ（高さ）約２０μｍの脚部ＪＧ３とを有する。このハンダ押圧治具ＪＧは、脚部ＪＧ３を基板本体１１０の基板主面１０２に向け、押圧平面ＪＧ１が各々のハンダペースト１５１Ｐの頂部に一括して接するように載置する。
その際、各ハンダペースト１５１Ｐは、ハンダ押圧治具ＪＧの重量で主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に押さえ付けられるが、この状態では、まだ主面側第１接続パッド１４９１や主面側第２接続パッド１４９２に接触しないハンダペースト１５１Ｐがある。また、ハンダ押圧治具ＪＧの重量でハンダペースト１５１Ｐは若干押し潰されるが、ハンダペースト１５１Ｐの抗力により、ハンダ押圧治具ＪＧの脚部ＪＧ３は基板主面１０２に当接せずに浮いた状態で、脚部ＪＧ３と基板主面１０２との間には隙間ができる。なお、荷重をかけてハンダ押圧治具ＪＧを基板主面１０２側に押さえ付けたり、ハンダ押圧治具ＪＧを重くするなどして、この段階で脚部ＪＧ３が基板主面１０２に当接するようにしてもよい。
【００３４】
次に、ハンダ押圧治具ＪＧを載置した基板本体１１０をリフロー炉に入れ、図８及び図９に示すように、ハンダペースト１５１Ｐ中のハンダを加熱して溶解する。即ち、押圧面ＪＧ１により各ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に押さえ付けた状態で、ハンダを加熱して溶解する。
その際、主面側第１接続パッド１４９１に接触していなかったハンダペースト１５１Ｐや主面側第２接続パッド１４９２に接触していなかったハンダペースト１５１Ｐについては、溶解したハンダが自己の表面張力により略球状になろうとする。しかし、押圧面ＪＧ１がハンダを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に押さえ付けているので、溶解したハンダは略球状になることができず、ハンダの一部が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に接して、主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ濡れ拡がる。勿論、既に主面側第１接続パッド１４９１や主面側第２接続パッド１４９２に接触していたハンダペースト１５１Ｐについても、溶解したハンダが主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ濡れ拡がる。なお、このときに、主面側第１Ａｕメッキ層１５０１及び主面側第２Ａｕメッキ層１５０２のＡｕは、ハンダ内に拡散するので、ハンダは、主面側第１接続パッド１４９１の主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１及び主面側第２接続パッド１４９２の主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２にそれぞれ濡れ拡がる。
【００３５】
ハンダが溶解すると、その体積がハンダペースト１５１Ｐよりも減少するので、ハンダ押圧治具ＪＧの脚部ＪＧ３は基板主面１０２に当接し、基板主面１０２と押圧平面ＪＧ１とが所定間隔となる。一方、脚部ＪＧ３により押圧平面ＪＧ１の位置が規制されるので、押圧平面ＪＧ１が必要以上にハンダを押さえ付け、ハンダが必要以上に潰れることがない。従って、ハンダが潰れて隣り合うハンダ同士で繋がるなどの不具合も生じない。
【００３６】
その後は、加熱を停止してハンダを放冷し固化する。そうすると、主面側第１接続パッド１４９１に第１ハンダバンプ１５１１が形成され、主面側第２接続パッド１４９２に第２ハンダバンプ１５１２が形成される。
ハンダを溶解したときに、いずれのハンダも主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に濡れ拡がっているので、第１ハンダバンプ１５１１は主面側第１接続パッド１４９１に、第２ハンダバンプ１５１２は主面側第２接続パッド１４９２に確実に溶着する。従って、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の接続信頼性を高くすることができる。さらに、これらの第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２は、その頂部が押圧面ＪＧ１により押さえられた状態で固化するので、頂部が平坦となる。また、押圧面ＪＧ１により一括してハンダを押さえ付けつつハンダを固化するので、第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２のコポラナリティも向上する。
その後、ハンダ押圧治具ＪＧを取り除けば、配線基板１０１が完成する。
【００３７】
以上で説明したように、本実施形態では、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２にハンダペースト１５１Ｐを載置した後に、ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成する。このようにすれば、ハンダが溶解したときに、ハンダが主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に押し付けられ、主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に濡れるので、主面側第１開口１２８１の開口径（直径２Ｒ１＝約８０μｍ）及び主面側第２開口１２８２の開口径（直径２Ｒ２＝約１００μｍ）が１１０μｍ以下と小さくても、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ確実に溶着する。従って、これら第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２の接続信頼性を向上させることができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る配線基板１０１では、第１ハンダバンプ１５１１の体積（約３．８２×１０５ μｍ３ ）をＶ１として、ハンダが溶解して略球状になったと仮定すると、Ｖ１＝４π（ｒ１）３／３からその半径ｒ１が約４５μｍと求まる。また、主面側第１開口１２８１の半径（約４０μｍ）をＲ１とすると、略球状となるハンダのうち、主面側第１開口１２８１内に入る部分の高さは、ｒ１−（（ｒ１）２−（Ｒ１）２）１／２から約２４．４μｍと仮定できる。この高さは、基板主面１０２から主面側第１接続パッド１４９１までの深さＨ１（約３５μｍ）よりも小さいので、ハンダが略球状となった場合に主面側第１接続パッド１４９１と接触しない。従って、第１ハンダバンプ１５１１が主面側第１接続パッド１４９１に溶着しない不良が特に生じやすい。また、第２ハンダバンプ１５１２の体積（約７．４６×１０５ μｍ３ ）をＶ２として、ハンダが溶解して略球状になったと仮定すると、Ｖ２＝４π（ｒ２）３／３からその半径ｒ２が約５６．２５μｍと求まる。また、主面側第２開口１２８２の半径（約５０μｍ）をＲ２とすると、略球状となるハンダのうち、主面側第２開口１２８２内に入る部分の高さは、ｒ２−（（ｒ２）２−（Ｒ２）２）１／２から約３０．４８μｍと仮定できる。この高さは、基板主面１０２から主面側第２接続パッド１４９２までの深さＨ２（約３５μｍ）よりも小さいので、ハンダが略球状となった場合に主面側第２接続パッド１４９２と接触しない。従って、第２ハンダバンプ１５１２が主面側第２接続パッド１４９２に溶着しない不良が特に生じやすい。
【００３９】
しかし、本実施形態では、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２にハンダペースト１５１Ｐを載置した後に、ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成する。このため、実際には、ハンダが溶解したときに、ハンダが主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に押し付けられて主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ濡れるので、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ溶着する。従って、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ溶着しにくい条件にも拘わらず、第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２の接続信頼性を向上させることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、押圧平面ＪＧ１を有するハンダ押圧治具ＪＧを用い、この押圧平面ＪＧ１により、各々の主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２に印刷されたハンダペースト１５１Ｐを一括して主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に向けて押さえつつ、複数の第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を一括して形成する。このように、押圧平面ＪＧ１によりハンダペースト１５１Ｐを押さえつつ第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成すれば、各々の第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の頂面が平坦とされる。しかも、押圧平面ＪＧ１により一括してハンダペースト１５１Ｐを押さえつつ第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成するので、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２のコポラナリティも向上させることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、ハンダ押圧治具ＪＧは、押圧平面ＪＧ１とこの押圧平面ＪＧ１の位置を規定する脚部ＪＧ３を有する。そして、ハンダバンプ形成工程において、脚部ＪＧ３を基板主面１０２側に向けてハンダ押圧治具ＪＧを基板主面１０２に載置し、ハンダを溶解したときに、脚部ＪＧ３を基板主面１０２に当接させて、押圧平面ＪＧ１と基板主面１０２とを所定間隔とする。このようにして第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成すれば、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が潰れすぎて隣り合う第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２同士で繋がるなどの不具合が生じることなく、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の高さを、容易に所定値とすることができる。
【００４２】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る配線基板の部分断面図である。
【図２】実施形態に係る配線基板の基板主面側の要部の部分拡大断面図である。
【図３】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図４】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダペーストを印刷した状態の基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図５】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダペーストを印刷した状態の要部の部分拡大断面を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダ押圧治具を載置した状態の基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図７】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダ押圧治具を載置した状態の要部の部分拡大断面を示す説明図である。
【図８】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダを加熱溶解した状態の基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図９】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダを加熱溶解した状態の要部の部分拡大断面を示す説明図である。
【図１０】従来技術に係る配線基板の要部の部分拡大断面図である。
【図１１】従来技術に係る配線基板の製造方法に関し、加熱溶解したハンダが接続パッドに濡れない状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ 配線基板
１０２ 基板主面（接合面）
１０３ 基板裏面
１２８１ 主面側第１開口
１２８２ 主面側第２開口
１４７１ 主面側第１パッド
１４７２ 主面側第２パッド
１４８１ 主面側第１Ｎｉメッキ層
１４８２ 主面側第２Ｎｉメッキ層
１４９１ 主面側第１接続パッド
１４９２ 主面側第２接続パッド
１５０１ 主面側第１Ａｕメッキ層
１５０２ 主面側第２Ａｕメッキ層
１５１１ 第１ハンダバンプ
１５１２ 第２ハンダバンプ
１５１Ｐ ハンダペースト
ＪＧ ハンダ押圧治具
ＪＧ１ 押圧平面
ＪＧ２ 治具本体
ＪＧ３ 脚部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップなどの電子部品やマザーボードなどの他の基板が接続される配線基板の製造方法に関し、特に、接合面にハンダバンプが形成された配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＩＣチップなどの電子部品やマザーボードなどの他の基板が接続される配線基板が知られている。例えば、図１０に基板主面（接合面）９０２側の要部の部分拡大断面図を示す配線基板９０１が挙げられる。この配線基板９０１は、電子部品を搭載する基板主面９０２と、基板裏面（図示しない）とを有する略板形状である。配線基板９０１は、基板主面９０２側に樹脂絶縁層９０５を備える。そして、この樹脂絶縁層９０５上には、基板主面９０２に開口する多数の開口９０９が形成されたソルダーレジスト層９０７が積層されている。
【０００３】
各開口９０９内には、ハンダ（ハンダバンプ９１７）を介して電子部品の端子と接続される接続パッド９１１がそれぞれ配置されている。具体的には、これらの接続パッド９１１は、樹脂絶縁層９０５の表面上に形成されたパッド９１３と、このパッド９１３上に被着したＮｉメッキ層９１５とからなる。各々のパッド９１３は、平面視略円形状の略板形状であり、その中央部９１３Ｔが開口９０９内に位置し、周縁部９１１Ｓがソルダーレジスト層９０７に覆われている。そして、パッド９１３の中央部９１３Ｔ上に、平面視略円形状のＮｉメッキ層９１５が被着している。
各開口９０９内の接続パッド９１１上には、ハンダバンプ９１７がそれぞれ溶着し、開口９０９内から基板主面９０２を越えて突出している。
【０００４】
このような配線基板９０１のうち、ハンダバンプ９１７は、次のように製造する。即ち、樹脂絶縁層９０５、ソルダーレジスト層９０７及び接続パッド９１１を形成した基板本体を用意する。そして、ソルダーレジスト層９０７の開口９０９に対応した所定パターンの印刷マスクを用いて、各開口９０９にハンダペーストを印刷する。その後、加熱してハンダを溶解し、ハンダバンプ９１７を形成する。
なお、このような技術に関連する文献として、例えば、特許文献１が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−７７５３号公報（図７参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ハンダバンプ９１７が接続パッド９１１に溶着するには、ハンダペーストを加熱したときに、溶解したハンダが接続パッド９１１に濡れなければならない。
しかしながら、印刷時にハンダペーストが接続パッド９１１に接触していない場合には、ハンダペーストを加熱してハンダを溶解すると、図１１に示すように、ハンダが自己の表面張力により略球形状となって、接続パッド９１１との間に隙間ができたままの状態となることがある。そうすると、ハンダバンプ９１７は接続パッド９１１に溶着しない。このような問題は、開口９０９の開口径（直径２Ｒ）が小さい場合や、開口９０９の深さ、即ち基板主面９０２から接続パッド９１１までの深さＨが大きい場合、また、各開口９０９に印刷するハンダペースト量が多く、ハンダバンプ９１７の体積Ｖが大きい場合に特に生じやすい。
【０００７】
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであって、接続パッドに溶着するハンダバンプを有する配線基板について、ハンダバンプの接続信頼性を向上させることができる配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、接合面と、この接合面に開口し開口径が１１０μｍ以下（０は含まず）の開口であって、開口径がそれぞれ異なる複数種の開口と、これらの開口内にそれぞれ配置された接続パッドと、これらの接続パッドにそれぞれ溶着し上記接合面を越えて突出する複数種のハンダバンプと、を備える配線基板の製造方法であって、複数種の上記開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを上記接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、複数種の上記ハンダバンプを形成するハンダバンプ形成工程を備える配線基板の製造方法である。
【０００９】
前述したように、ハンダペーストを印刷する開口（例えば、ソルダーレジスト層の開口）の開口径が小さいと、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。ハンダペーストが開口の奥まで入り込みにくく、印刷時にハンダペーストが接続パッドに接触しにくいためであると考えられる。特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合、開口によっては、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。
これに対し、本発明では、開口径の異なる複数種の開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、ハンダペーストを接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、ハンダバンプをそれぞれ形成する。このようにすれば、たとえ印刷時にハンダペーストが接続パッドに接触していなくても、ハンダが溶解したときに、ハンダが接続パッドに押し付けられて接続パッドに濡れるので、いずれの種類のハンダバンプも接続パッドに溶着する。従って、ハンダバンプを形成する開口の開口径が小さいにも拘わらず、いずれの種類のハンダバンプも接続信頼性を向上させることができる。
【００１０】
本発明で製造する配線基板は、上記の構成を満たすものであればいずれのものでもよく、例えば、コア基板の両面に複数の絶縁層と配線層が交互に形成され、その両面にソルダーレジスト層が形成されたものや、コア基板の片面に複数の絶縁層や配線層が交互に形成され、その上にソルダーレジスト層が形成されたものなどが挙げられる。また、コア基板を有しない多層配線基板でもよい。
なお、絶縁層は、セラミック製でも樹脂製でもよい。即ち、絶縁体は、アルミナ、窒化アルミニウム、ガラスセラミック、低温焼成セラミックなどのセラミックでも、エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂などの樹脂でも、あるいは、ガラス−エポキシ樹脂複合材料、セラミック−樹脂複合材料などの複合材料などであってもよい。
【００１１】
また、接続パッドは、いずれの形態でもよく、例えば、絶縁層の層間に形成された導体層の一部である略平板形状のものの他、ビア導体を接続パッドとすることもできる。この場合、ビア導体は、中央部が凹んだ椀状のビア導体でも、ビア孔が完全に導体で埋まったフィルドビアでもよい。
また、開口は、平面視略円形状のものに限定されるものではなく、例えば、平面視略矩形状、平面視略楕円形状、平面視略長円形状など、いずれの形状であっても構わない。従って、本明細書でいう「開口径」とは、開口を平面視したときに、開口内の任意の２点間の距離が最大となる寸法をいう。
【００１２】
また、他の解決手段は、接合面と、この接合面に開口する開口であって、開口径がそれぞれ異なる複数種の開口と、これらの開口内にそれぞれ配置された接続パッドと、これらの接続パッドにそれぞれ溶着し上記接合面を越えて突出する複数種のハンダバンプと、を備える配線基板の製造方法であって、上記ハンダバンプの各々の体積をＶｎとして、下記式（１）Ｖｎ＝４π（ｒｎ）３／３ …（１）から求めたｒｎが、そのハンダバンプが形成された上記開口の半径Ｒｎと上記接合面から上記接続パッドまでの深さＨｎとの間で、下記式（２）Ｈｎ＞ｒｎ−（（ｒｎ）２−（Ｒｎ）２）１／２ …（２）をそれぞれ満たすときに、複数種の上記開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを上記接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、複数種の上記ハンダバンプを形成するハンダバンプ形成工程を備える配線基板の製造方法である。
【００１３】
前述したように、ハンダペーストを印刷する開口（例えば、ソルダーレジスト層の開口）の開口径が小さい場合や、接合面から接続パッドまでの深さが大きい場合、ハンダバンプの体積が大きい場合に、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合、開口によっては、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。
これを幾何学的に考えてみると、ハンダバンプの体積をＶｎとして、ハンダが溶解して略球状になったときには、式 Ｖｎ＝４π（ｒｎ）３／３からその半径ｒｎが求まる。また、開口の半径をＲｎとすると、略球状のハンダのうち、開口内に入った部分の高さは、ｒｎ−（（ｒｎ）２−（Ｒｎ）２）１／２となる（図１１参照）。この高さが、接合面から接続パッドまでの深さＨｎよりも小さいとき、溶解したハンダは接続パッドと接しない。つまり、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない。従って、式 Ｈｎ＞ｒｎ−（（ｒｎ）２−（Ｒｎ）２）１／２を満たす場合に、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が特に生じやすい。さらに、開口径が異なる開口が複数種存在する場合、開口によっては、ハンダバンプが接続パッドに溶着しない不良が生じやすい。
【００１４】
このような条件において、本発明では、複数種の開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、ハンダバンプをそれぞれ形成する。このようにすれば、印刷時にハンダペーストが接続パッドに接触していなくても、ハンダが溶解したときに、ハンダが接続パッドに押し付けられて接続パッドに濡れるので、いずれの種類のハンダバンプも接続パッドに溶着する。従って、ハンダバンプが接続パッドに溶着しにくい条件にも拘わらず、いずれの種類のハンダバンプも接続信頼性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、上記のいずれかに記載の配線基板の製造方法であって、前記ハンダバンプ形成工程は、押圧面を有する治具を用い、上記押圧面により複数種の前記ハンダペーストを一括して前記接続パッド側に向けて押さえつつ、複数種の前記ハンダバンプを一括して形成する配線基板の製造方法とすると良い。
【００１６】
本発明によれば、ハンダバンプ形成工程において、押圧面を有する治具を用い、この押圧面により、各々の開口に印刷されたハンダペーストを一括して接続パッド側に向けて押さえつつ、複数種のハンダバンプを一括して形成する。
このように、押圧面によりハンダペーストを押さえつつハンダバンプを形成すれば、各々のハンダバンプの頂面が平坦とされる。しかも、押圧面により一括してハンダペーストを押さえつつ一括してハンダバンプを形成するので、特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合であっても、いずれの開口に形成したハンダバンプについてもハンダバンプのコポラナリティを向上させることができる。
治具は、一括してハンダペーストを抑えることができる押圧面を有するものであれば、いずれも形態であっても構わない。例えば、平板形状のガラス板などを利用することができる。また、ガラス板に押圧面の位置を規定する脚部が付いたものなどを用いることもできる。
【００１７】
さらに、上記の配線基板の製造方法であって、前記治具は前記押圧面の位置を規定する脚部を有し、前記ハンダバンプ形成工程は、上記脚部を前記接合面に向けて上記治具を上記接合面上に載置し、少なくともハンダを溶解したときに、上記脚部を上記配線基板に当接させて、上記押圧面と上記接合面とを所定間隔とする配線基板の製造方法とすると良い。
【００１８】
本発明によれば、治具は、押圧面とこの押圧面の位置を規定する脚部とを有する。そして、ハンダバンプ形成工程において、脚部を接合面に向けて治具を接合面上に載置し、少なくともハンダを溶解したときに、脚部を配線基板に当接させて、押圧面と接合面とを所定間隔とする。
このようにしてハンダバンプを形成すれば、特に、開口径が異なる開口が複数種存在する場合であっても、ハンダが潰れすぎて隣り合うハンダバンプ同士で繋がるなどの不具合が生じることなく、いずれの開口に形成したハンダバンプについても、ハンダバンプの高さを容易に所定値とすることができる。
なお、治具の脚部は、少なくともハンダを溶解したときに、配線基板に当接させればよいから、治具を接合面上に載置するときに脚部を配線基板に当接させてもよいし、ハンダが溶解して初めて脚部が配線基板に当接するようにしてもよい。いずれにしてもハンダが溶解したときに脚部が配線基板に当接すれば、押圧面と接合面とを所定間隔とし、ハンダバンプの高さを所定値とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態の配線基板１０１について、図１に部分断面図を、図２に基板主面１０２側の要部の部分拡大断面図を示す。この配線基板１０１は、ＩＣチップやチップコンデンサなどの電子部品が搭載される基板主面（接合面）１０２と、その反対の基板裏面１０３とを有する略矩形の略板形状である。配線基板１０１は、その中心にガラス−エポキシ樹脂からなる厚さ約８００μｍのコア基板１１１を備える。そして、このコア基板１１１のコア主面１１２上には、エポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの主面側第１絶縁層１２１が積層され、その上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの主面側第２絶縁層１２４が積層され、さらにその上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの主面側ソルダーレジスト層１２７が積層されている。また同様に、コア基板１１１のコア裏面１１３上には、エポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの裏面側第１絶縁層１３１が積層され、その上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの裏面側第２絶縁層１３４が積層され、さらにその上には、同じくエポキシ樹脂等からなる厚さ約３５μｍの裏面側ソルダーレジスト層１３７が積層されている。
【００２０】
このうちコア基板１１１には、これを貫通する直径約３５０μｍのスルーホール１１５が所定の位置に多数形成され、その内周面には、Ｃｕからなる略筒状の厚さ約２０μｍのスルーホール導体１１６がそれぞれ形成されている。そして、各スルーホール導体１１６内には、エポキシ樹脂等からなる略円柱形状の樹脂充填体１１７がそれぞれ形成されている。
また、主面側第１絶縁層１２１には、これを貫通するビア孔１２２が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１２３がそれぞれ形成されている。また、主面側第２絶縁層１２４にも、これを貫通するビア孔１２５が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１２６がそれぞれ形成されている。また、主面側ソルダーレジスト層１２７には、これを貫通する主面側第１開口１２８１と主面側第２開口１２８２がそれぞれ所定の位置に多数形成されている。主面側第１開口１２８１は、平面視略円形状であり、その開口径（直径２Ｒ１）は約８０μｍである。従って、半径Ｒ１は約４０μｍである。一方、主面側第２開口１２８２は、平面視略円形状であり、その開口径（直径２Ｒ２）は約１００μｍである。従って、半径Ｒ２は約５０μｍである。
【００２１】
また同様に、裏面側第１絶縁層１３１にも、これを貫通するビア孔１３２が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１３３がそれぞれ形成されている。また、裏面側第２絶縁層１３４にも、これを貫通するビア孔１３５が所定の位置に多数形成され、その内壁面には、Ｃｕからなる椀状のビア導体１３６がそれぞれ形成されている。また、裏面側ソルダーレジスト層１３７には、これを貫通する平面視略円形状の裏面側開口１３８が所定の位置に多数形成されている。
【００２２】
コア基板１１１と主面側第１絶縁層１２１との層間には、配線やパッドを有し、コア基板１１１のスルーホール導体１１６及び主面側第１絶縁層１２１のビア導体１２３と接続する所定パターンの主面側第１導体層１４１が形成されている。
また、主面側第１絶縁層１２１と主面側第２絶縁層１２４との層間にも、配線やパッドを有し、主面側第１絶縁層１２１のビア導体１２３及び主面側第２絶縁層１２４のビア導体１２６と接続する所定パターンの主面側第２導体層１４３が形成されている。
また、主面側第２絶縁層１２４と主面側ソルダーレジスト層１２７との層間にも、配線やパッドを有し、主面側第２絶縁層１２４のビア導体１２６と接続する所定パターンの主面側第３導体層１４５が形成されている。
【００２３】
この主面側第３導体層１４５のうち、一部のパッド（主面側第１パッド１４７１）は、主面側ソルダーレジスト層１２７の主面側第１開口１２８１の所に配置され、また、一部のパッド（主面側第２パッド１４７２）は、主面側ソルダーレジスト層１２７の主面側第２開口１２８２の所に配置されている。具体的には、図２に示すように、主面側第１パッド１４７１は、厚さ約１５μｍの平面視略円形状の略板形状であり、その中央部１４７１Ｔが主面側第１開口１２８１内に配置され、その周縁部１４７１Ｓが主面側ソルダーレジスト層１２７に覆われている。そして、主面側第１パッド１４７１の中央部１４７１Ｔ上には、厚さが約５μｍで平面視略円形状の主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１がそれぞれ被着し、主面側第１パッド１４７１と主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１とからなる主面側第１接続パッド１４９１を構成している。基板主面１０２からこの主面側第１接続パッド１４９１までの深さＨ１は、約３５μｍである。一方、主面側第２パッド１４７２も、厚さ約１５μｍの平面視略円形状の略板形状であり、その中央部１４７２Ｔが主面側第２開口１２８２内に配置され、その周縁部１４７２Ｓが主面側ソルダーレジスト層１２７に覆われている。そして、主面側第２パッド１４７２の中央部１４７２Ｔ上には、厚さが約５μｍで平面視略円形状の主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２がそれぞれ被着し、主面側第２パッド１４７２と主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２とからなる主面側第２接続パッド１４９２を構成している。基板主面１０２からこの主面側第２接続パッド１４９２までの深さＨ２は、深さＨ１と同じく約３５μｍである。
【００２４】
主面側第１接続パッド１４９１上（主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１上）には、主面側第１開口１２８１内から基板主面１０２を越えて突出する第１ハンダバンプ１５１１がそれぞれ形成されている。各々の第１ハンダバンプ１５１１の体積Ｖ１は、約３．８２×１０５ μｍ３ である。これらの第１ハンダバンプ１５１１は、主面側第１接続パッド１４９１に確実に溶着し、接続信頼性が高い。また、各々の第１ハンダバンプ１５１１の頂部は平坦とされ、また、基板主面１０２からの高さが約２０μｍと所定値とされ、しかも、これらの第１ハンダバンプ１５１１は、コポラナリティに優れている。一方、主面側第２接続パッド１４９２上（主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２上）には、主面側第２開口１２８２内から基板主面１０２を越えて突出する第２ハンダバンプ１５１２がそれぞれ形成されている。各々の第２ハンダバンプ１５１２の体積Ｖ２は、約７．４６×１０５ μｍ３ である。これらの第２ハンダバンプ１５１２も、主面側第２接続パッド１４９２に確実に溶着し、接続信頼性が高い。また、各々の第２ハンダバンプ１５１２の頂部は平坦とされ、また、基板主面１０２からの高さが約２０μｍと所定値とされ、しかも、これらの第２ハンダバンプ１５１２は、コポラナリティに優れている。
【００２５】
一方、図１に示すように、コア基板１１１と裏面側第１絶縁層１３１との層間にも、配線やパッドを有し、コア基板１１１のスルーホール導体１１６及び裏面側第１絶縁層１３１のビア導体１３３と接続する所定パターンの裏面側第１導体層１６１が形成されている。
また、裏面側第１絶縁層１３１と裏面側第２絶縁層１３４との層間にも、配線やパッドを有し、裏面側第１絶縁層１３１のビア導体１３３及び裏面側第２絶縁層１３４のビア導体１３６と接続する所定パターンの裏面側第２導体層１６３が形成されている。
また、裏面側第２絶縁層１３４と裏面側ソルダーレジスト層１３７との層間にも、配線やパッドを有し、裏面側第２絶縁層１３４のビア導体１３６と接続する所定パターンの裏面側第３導体層１６５が形成されている。
【００２６】
この裏面側第３導体層１６５のうち、一部の裏面側パッド１６７は、裏面側ソルダーレジスト層１３７の裏面側開口１３８の所にそれぞれ配置されている。具体的には、この裏面側パッド１６７も、厚さ約１５μｍの平面視略円形状の略板形状であり、その中央部が裏面側開口１３８内に配置され、その周縁部が裏面側ソルダーレジスト層１３７に覆われている。そして、裏面側パッド１６７の中央部上には、厚さが約５μｍで平面視略円形状の裏面側Ｎｉメッキ層１６８がそれぞれ被着し、裏面側パッド１６７と裏面側Ｎｉメッキ層１６８とからなる裏面側接続パッド１６９を構成している。さらに、この裏面側接続パッド１６９上には、酸化防止のため、厚さ約０．０５μｍのごく薄い裏面側Ａｕメッキ層１７０がそれぞれ被着している。
【００２７】
次いで、この配線基板１０１の製造方法について説明する。
まず、公知の手法により、図３に示す基板本体１１０を製造する。具体的に説明すると、まず、コア基板１１１を用意し、これにドリル等で所定の位置にスルーホール１１５を穿孔する。次に、Ｃｕ無電解メッキとＣｕ電解メッキを順次施し、スルーホール１１５の内周面に略筒状のスルーホール導体１１６を形成すると共に、コア主面１１２とコア裏面１１３の略全面にベタ状導体層を形成する。
次に、スルーホール導体１１６内に樹脂ペーストを印刷充填し、その後、樹脂ペーストを熱硬化させて、樹脂充填体１１７を形成する。そして、この樹脂充填体１１７の端部を研磨除去し、コア主面１１２及びコア裏面１１３を面一にする。さらに、Ｃｕ無電解メッキとＣｕ電解メッキを順次施し、樹脂充填体１１７上に蓋メッキ層を形成する。
次に、コア主面１１２とコア裏面１１３のベタ状導体層上に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのエッチングレジスト層をそれぞれ形成する。そして、エッチングレジスト層から露出する導体層をエッチング除去し、ベタ状導体層をパターン化して、主面側第１導体層１４１と裏面側第１導体層１６１を形成する。
【００２８】
次に、コア主面１１２及び主面側第１導体層１４１上に、フォトリソグラフィ法により、所定の位置にビア孔１２２を多数有する主面側第１絶縁層１２１を形成する。また同様にして、コア裏面１１３及び裏面側第１導体層１６１上に、所定の位置にビア孔１３２を多数有する裏面側第１絶縁層１３１を形成する。
次に、主面側第１絶縁層１２１のビア孔１２２にビア導体１２３を形成すると共に、裏面側第１絶縁層１３１のビア孔１３２にビア導体１３３を形成する。また、主面側第１絶縁層１２１上に主面側第２導体層１４３を形成し、裏面側第１絶縁層１３１上に裏面側第２導体層１６３を形成する。具体的には、Ｃｕ無電解メッキを施し、主面側第１絶縁層１２１上及びそのビア孔１２２内、裏面側第１絶縁層１３１上及びそのビア孔１３２内に、無電解メッキ層を形成する。その後、主面側第１絶縁層１２１上の無電解メッキ層上と裏面側第１絶縁層１３１上の無電解メッキ層上に、フォトリソグラフィ法により所定パターンのメッキレジスト層を形成する。その後、Ｃｕ電解メッキを施し、各々のメッキレジスト層から露出する無電解メッキ層上に所定パターンの電解メッキ層を形成する。その後、メッキレジスト層をそれぞれ剥離して、露出した無電解メッキ層をエッチングにより除去し、所定パターンの主面側第２導体層１４３と裏面側第２導体層１６３を形成する。
【００２９】
次に、主面側第１絶縁層１２１及び主面側第２導体層１４３上に、フォトリソグラフィ法により、所定の位置にビア孔１２５を多数有する主面側第２絶縁層１２４を形成する。また同様にして、裏面側第１絶縁層１３１及び裏面側第２導体層１６３上に、所定の位置にビア孔１３５を多数有する裏面側第２絶縁層１３４を形成する。
次に、主面側第２絶縁層１２４のビア孔１２５にビア導体１２６を形成すると共に、裏面側第２絶縁層１３４のビア孔１３５にビア導体１３６を形成する。また、主面側第２絶縁層１２４上に主面側第３導体層１４５を形成し、裏面側第１絶縁層１３４上に裏面側第２導体層１６５を形成する。この工程は、前述したビア導体１２３，１３３、主面側第２導体層１４３及び裏面側第２導体層１６３の形成と同様に行えばよい。
【００３０】
次に、主面側第２絶縁層１２４及び主面側第３導体層１４５上に、フォトリソグラフィ法により、所定の位置に主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２をそれぞれ多数有する主面側ソルダーレジスト層１２７を形成する。また同様にして、裏面側第２絶縁層１３４及び裏面側第３導体層１６５上に、所定の位置に裏面側開口１３８を多数有する裏面側ソルダーレジスト層１３７を形成する。
次に、Ｎｉメッキを施し、主面側ソルダーレジスト層１２７の主面側第１開口１２８１内に露出する主面側第１パッド１４７１上に、厚さ約５μｍの主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１を被着させ、主面側第１接続パッド１４９１を形成すると共に、主面側第２開口１２８２内に露出する主面側第２パッド１４７２上に、厚さ約５μｍの主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２を被着させ、主面側第２接続パッド１４９２を形成する。またこれと共に、裏面側ソルダーレジスト層１３７の裏面側開口１３８内に露出する裏面側パッド１６７上にも、厚さ約５μｍの裏面側Ｎｉメッキ層１６８を被着させ、裏面側接続パッド１６９を形成する。
次に、Ａｕメッキを施し、酸化防止のため、主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１上に、厚さ約０．０５μｍのごく薄い主面側第１Ａｕメッキ層１５０１を形成し、また、主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２上に、厚さ約０．０５μｍのごく薄い主面側第２Ａｕメッキ層１５０２を形成すると共に、裏面側Ｎｉメッキ層１６８上にも、厚さ約０．０５μｍのごく薄い裏面側Ａｕメッキ層１７０を形成すれば、図３に示す基板本体１１０ができる。
【００３１】
次に、ハンダバンプ形成工程において、各々の主面側第１接続パッド１４９１上に第１ハンダバンプ１５１１を形成すると共に、各々の主面側第２接続パッド１４９２上に第２ハンダバンプ１５１２を形成する。
具体的には、まず、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２に対応した所定パターンの印刷マスクを用いて、図４及び図５に示すように、各々の主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２にハンダペースト１５１Ｐを印刷する。ハンダペースト１５１Ｐは、ハンダ粉末の他、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤等を有するので、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２に印刷するハンダペースト１５１Ｐの体積は、後述する第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の体積よりもそれぞれ大きい。なお、図４は複数の主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２を含む中央部の部分断面図を示し、図５は主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２近傍の部分拡大断面図を示している。以下に示す図６〜図９についても同様である。
【００３２】
主面側第１開口１２８１は、開口径（直径２Ｒ１）が約８０μｍと小さいため、特に、単にハンダペースト１５１Ｐを印刷しただけでは、ハンダペースト１５１Ｐは主面側第１接続パッド１４９１まで達せずに、ハンダペースト１５１Ｐと主面側第２接続パッド１４９１との間に隙間ができるものがある。また、主面側第２開口１２８２も、開口径（直径２Ｒ２）が約１００μｍと小さいため、特に、単にハンダペースト１５１Ｐを印刷しただけでは、ハンダペースト１５１Ｐは主面側第２接続パッド１４９２まで達せずに、ハンダペースト１５１Ｐと主面側第２接続パッド１４９２との間に隙間ができるものがある。なお、図中では、便宜上、すべてのハンダペースト１５１Ｐが主面側第１，第２接続パッド１４９１，１４９２に接触していない状態を示してある。
【００３３】
次に、図６及び図７に示すように、基板主面１０２上にハンダ押圧治具ＪＧを載置する。このハンダ押圧治具ＪＧは、ガラスからなり、押圧平面ＪＧ１を有する略板形状の治具本体ＪＧ２と、ガラスからなり、押圧平面ＪＧ１の周縁近傍に固着された厚さ（高さ）約２０μｍの脚部ＪＧ３とを有する。このハンダ押圧治具ＪＧは、脚部ＪＧ３を基板本体１１０の基板主面１０２に向け、押圧平面ＪＧ１が各々のハンダペースト１５１Ｐの頂部に一括して接するように載置する。
その際、各ハンダペースト１５１Ｐは、ハンダ押圧治具ＪＧの重量で主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に押さえ付けられるが、この状態では、まだ主面側第１接続パッド１４９１や主面側第２接続パッド１４９２に接触しないハンダペースト１５１Ｐがある。また、ハンダ押圧治具ＪＧの重量でハンダペースト１５１Ｐは若干押し潰されるが、ハンダペースト１５１Ｐの抗力により、ハンダ押圧治具ＪＧの脚部ＪＧ３は基板主面１０２に当接せずに浮いた状態で、脚部ＪＧ３と基板主面１０２との間には隙間ができる。なお、荷重をかけてハンダ押圧治具ＪＧを基板主面１０２側に押さえ付けたり、ハンダ押圧治具ＪＧを重くするなどして、この段階で脚部ＪＧ３が基板主面１０２に当接するようにしてもよい。
【００３４】
次に、ハンダ押圧治具ＪＧを載置した基板本体１１０をリフロー炉に入れ、図８及び図９に示すように、ハンダペースト１５１Ｐ中のハンダを加熱して溶解する。即ち、押圧面ＪＧ１により各ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に押さえ付けた状態で、ハンダを加熱して溶解する。
その際、主面側第１接続パッド１４９１に接触していなかったハンダペースト１５１Ｐや主面側第２接続パッド１４９２に接触していなかったハンダペースト１５１Ｐについては、溶解したハンダが自己の表面張力により略球状になろうとする。しかし、押圧面ＪＧ１がハンダを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に押さえ付けているので、溶解したハンダは略球状になることができず、ハンダの一部が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に接して、主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ濡れ拡がる。勿論、既に主面側第１接続パッド１４９１や主面側第２接続パッド１４９２に接触していたハンダペースト１５１Ｐについても、溶解したハンダが主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ濡れ拡がる。なお、このときに、主面側第１Ａｕメッキ層１５０１及び主面側第２Ａｕメッキ層１５０２のＡｕは、ハンダ内に拡散するので、ハンダは、主面側第１接続パッド１４９１の主面側第１Ｎｉメッキ層１４８１及び主面側第２接続パッド１４９２の主面側第２Ｎｉメッキ層１４８２にそれぞれ濡れ拡がる。
【００３５】
ハンダが溶解すると、その体積がハンダペースト１５１Ｐよりも減少するので、ハンダ押圧治具ＪＧの脚部ＪＧ３は基板主面１０２に当接し、基板主面１０２と押圧平面ＪＧ１とが所定間隔となる。一方、脚部ＪＧ３により押圧平面ＪＧ１の位置が規制されるので、押圧平面ＪＧ１が必要以上にハンダを押さえ付け、ハンダが必要以上に潰れることがない。従って、ハンダが潰れて隣り合うハンダ同士で繋がるなどの不具合も生じない。
【００３６】
その後は、加熱を停止してハンダを放冷し固化する。そうすると、主面側第１接続パッド１４９１に第１ハンダバンプ１５１１が形成され、主面側第２接続パッド１４９２に第２ハンダバンプ１５１２が形成される。
ハンダを溶解したときに、いずれのハンダも主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に濡れ拡がっているので、第１ハンダバンプ１５１１は主面側第１接続パッド１４９１に、第２ハンダバンプ１５１２は主面側第２接続パッド１４９２に確実に溶着する。従って、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の接続信頼性を高くすることができる。さらに、これらの第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２は、その頂部が押圧面ＪＧ１により押さえられた状態で固化するので、頂部が平坦となる。また、押圧面ＪＧ１により一括してハンダを押さえ付けつつハンダを固化するので、第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２のコポラナリティも向上する。
その後、ハンダ押圧治具ＪＧを取り除けば、配線基板１０１が完成する。
【００３７】
以上で説明したように、本実施形態では、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２にハンダペースト１５１Ｐを載置した後に、ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成する。このようにすれば、ハンダが溶解したときに、ハンダが主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に押し付けられ、主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に濡れるので、主面側第１開口１２８１の開口径（直径２Ｒ１＝約８０μｍ）及び主面側第２開口１２８２の開口径（直径２Ｒ２＝約１００μｍ）が１１０μｍ以下と小さくても、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ確実に溶着する。従って、これら第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２の接続信頼性を向上させることができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る配線基板１０１では、第１ハンダバンプ１５１１の体積（約３．８２×１０５ μｍ３ ）をＶ１として、ハンダが溶解して略球状になったと仮定すると、Ｖ１＝４π（ｒ１）３／３からその半径ｒ１が約４５μｍと求まる。また、主面側第１開口１２８１の半径（約４０μｍ）をＲ１とすると、略球状となるハンダのうち、主面側第１開口１２８１内に入る部分の高さは、ｒ１−（（ｒ１）２−（Ｒ１）２）１／２から約２４．４μｍと仮定できる。この高さは、基板主面１０２から主面側第１接続パッド１４９１までの深さＨ１（約３５μｍ）よりも小さいので、ハンダが略球状となった場合に主面側第１接続パッド１４９１と接触しない。従って、第１ハンダバンプ１５１１が主面側第１接続パッド１４９１に溶着しない不良が特に生じやすい。また、第２ハンダバンプ１５１２の体積（約７．４６×１０５ μｍ３ ）をＶ２として、ハンダが溶解して略球状になったと仮定すると、Ｖ２＝４π（ｒ２）３／３からその半径ｒ２が約５６．２５μｍと求まる。また、主面側第２開口１２８２の半径（約５０μｍ）をＲ２とすると、略球状となるハンダのうち、主面側第２開口１２８２内に入る部分の高さは、ｒ２−（（ｒ２）２−（Ｒ２）２）１／２から約３０．４８μｍと仮定できる。この高さは、基板主面１０２から主面側第２接続パッド１４９２までの深さＨ２（約３５μｍ）よりも小さいので、ハンダが略球状となった場合に主面側第２接続パッド１４９２と接触しない。従って、第２ハンダバンプ１５１２が主面側第２接続パッド１４９２に溶着しない不良が特に生じやすい。
【００３９】
しかし、本実施形態では、主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２にハンダペースト１５１Ｐを載置した後に、ハンダペースト１５１Ｐを主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成する。このため、実際には、ハンダが溶解したときに、ハンダが主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２に押し付けられて主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ濡れるので、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ溶着する。従って、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２にそれぞれ溶着しにくい条件にも拘わらず、第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２の接続信頼性を向上させることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、押圧平面ＪＧ１を有するハンダ押圧治具ＪＧを用い、この押圧平面ＪＧ１により、各々の主面側第１開口１２８１及び主面側第２開口１２８２に印刷されたハンダペースト１５１Ｐを一括して主面側第１接続パッド１４９１及び主面側第２接続パッド１４９２側に向けて押さえつつ、複数の第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を一括して形成する。このように、押圧平面ＪＧ１によりハンダペースト１５１Ｐを押さえつつ第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成すれば、各々の第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の頂面が平坦とされる。しかも、押圧平面ＪＧ１により一括してハンダペースト１５１Ｐを押さえつつ第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成するので、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２のコポラナリティも向上させることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、ハンダ押圧治具ＪＧは、押圧平面ＪＧ１とこの押圧平面ＪＧ１の位置を規定する脚部ＪＧ３を有する。そして、ハンダバンプ形成工程において、脚部ＪＧ３を基板主面１０２側に向けてハンダ押圧治具ＪＧを基板主面１０２に載置し、ハンダを溶解したときに、脚部ＪＧ３を基板主面１０２に当接させて、押圧平面ＪＧ１と基板主面１０２とを所定間隔とする。このようにして第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２を形成すれば、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２が潰れすぎて隣り合う第１，第２ハンダバンプ１５１１，１５１２同士で繋がるなどの不具合が生じることなく、第１ハンダバンプ１５１１及び第２ハンダバンプ１５１２の高さを、容易に所定値とすることができる。
【００４２】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る配線基板の部分断面図である。
【図２】実施形態に係る配線基板の基板主面側の要部の部分拡大断面図である。
【図３】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図４】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダペーストを印刷した状態の基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図５】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダペーストを印刷した状態の要部の部分拡大断面を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダ押圧治具を載置した状態の基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図７】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダ押圧治具を載置した状態の要部の部分拡大断面を示す説明図である。
【図８】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダを加熱溶解した状態の基板本体の中央部の部分断面を示す説明図である。
【図９】実施形態に係る配線基板の製造方法に関し、ハンダを加熱溶解した状態の要部の部分拡大断面を示す説明図である。
【図１０】従来技術に係る配線基板の要部の部分拡大断面図である。
【図１１】従来技術に係る配線基板の製造方法に関し、加熱溶解したハンダが接続パッドに濡れない状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ 配線基板
１０２ 基板主面（接合面）
１０３ 基板裏面
１２８１ 主面側第１開口
１２８２ 主面側第２開口
１４７１ 主面側第１パッド
１４７２ 主面側第２パッド
１４８１ 主面側第１Ｎｉメッキ層
１４８２ 主面側第２Ｎｉメッキ層
１４９１ 主面側第１接続パッド
１４９２ 主面側第２接続パッド
１５０１ 主面側第１Ａｕメッキ層
１５０２ 主面側第２Ａｕメッキ層
１５１１ 第１ハンダバンプ
１５１２ 第２ハンダバンプ
１５１Ｐ ハンダペースト
ＪＧ ハンダ押圧治具
ＪＧ１ 押圧平面
ＪＧ２ 治具本体
ＪＧ３ 脚部
Claims (4)
- 接合面と、
この接合面に開口し開口径が１１０μｍ以下の開口であって、開口径がそれぞれ異なる複数種の開口と、
これらの開口内にそれぞれ配置された接続パッドと、
これらの接続パッドにそれぞれ溶着し上記接合面を越えて突出する複数種のハンダバンプと、
を備える配線基板の製造方法であって、
複数種の上記開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを上記接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、複数種の上記ハンダバンプを形成するハンダバンプ形成工程を備える
配線基板の製造方法。 - 接合面と、
この接合面に開口する開口であって、開口径がそれぞれ異なる複数種の開口と、
これらの開口内にそれぞれ配置された接続パッドと、
これらの接続パッドにそれぞれ溶着し上記接合面を越えて突出する複数種のハンダバンプと、
を備える配線基板の製造方法であって、
上記ハンダバンプの各々の体積をＶｎとして、下記式（１）
Ｖｎ＝４π（ｒｎ）３／３ …（１）
から求めたｒｎが、そのハンダバンプが形成された上記開口の半径Ｒｎと上記接合面から上記接続パッドまでの深さＨｎとの間で、下記式（２）
Ｈｎ＞ｒｎ−（（ｒｎ）２−（Ｒｎ）２）１／２ …（２）
をそれぞれ満たすときに、
複数種の上記開口にそれぞれ異なる所定量のハンダペーストを載置した後に、これらのハンダペーストを上記接続パッド側に向けて押さえつつ、加熱してハンダを溶解し、複数種の上記ハンダバンプを形成するハンダバンプ形成工程を備える
配線基板の製造方法。 - 請求項１または請求項２に記載の配線基板の製造方法であって、
前記ハンダバンプ形成工程は、押圧面を有する治具を用い、上記押圧面により複数種の前記ハンダペーストを一括して前記接続パッド側に向けて押さえつつ、複数種の前記ハンダバンプを一括して形成する
配線基板の製造方法。 - 請求項３に記載の配線基板の製造方法であって、
前記治具は前記押圧面の位置を規定する脚部を有し、
前記ハンダバンプ形成工程は、上記脚部を前記接合面に向けて上記治具を上記接合面上に載置し、少なくともハンダを溶解したときに、上記脚部を上記配線基板に当接させて、上記押圧面と上記接合面とを所定間隔とする
配線基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003151047A JP2004356294A (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | 配線基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003151047A JP2004356294A (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | 配線基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004356294A true JP2004356294A (ja) | 2004-12-16 |
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ID=34046680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003151047A Pending JP2004356294A (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | 配線基板の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004356294A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101938885A (zh) * | 2009-06-26 | 2011-01-05 | 孙庆爱 | 印刷电路板的制造方法及利用该方法制造的印刷电路板 |
| US8922011B2 (en) | 2012-05-15 | 2014-12-30 | Panasonic Corporation | Mounting structure of electronic component with joining portions and method of manufacturing the same |
-
2003
- 2003-05-28 JP JP2003151047A patent/JP2004356294A/ja active Pending
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