JP2005032905A - 多層プリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板と導電性接続ピンとの接続性や信頼性を低下させることがない構造を提供する。
【解決手段】導電性接続ピン８０の接合部８４の下面の面積よりも上面の面積を小さくすることにより、導電性接着剤８６を起点とする応力が、接合部８４の上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０に応力が残らず、傾き、脱落などを引き起こさない。
【選択図】 図１０
【解決手段】導電性接続ピン８０の接合部８４の下面の面積よりも上面の面積を小さくすることにより、導電性接着剤８６を起点とする応力が、接合部８４の上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０に応力が残らず、傾き、脱落などを引き起こさない。
【選択図】 図１０
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線板、特にパッケージタイプの多層プリント配線板に係り、導電性接続ピンのズレや脱落などが発生することなく、電気特性や信頼性を向上させることができる多層プリント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波数用のＩＣチップを搭載するパッケージ基板としてビルドアップ多層プリント配線板が用いられている。ビルドアップ多層プリント配線板の製造方法は、スルーホールが形成されたコア基板の両面もしくは片面に、層間絶縁樹脂を形成し、層間導通のためのバイアホールをレーザもしくはフォトエッチングにより開口させて、層間樹脂絶縁層を形成させる。そのバイアホール上にめっきなどにより導体層を形成し、エッチングなどを経て、パターンを形成し、導体回路を作り出させる。さらに、層間絶縁層と導体層を繰り返し形成させることにより完成する。必要に応じて、表層に半田バンプ、外部端子（ＰＧＡ（ＰＩＮ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）／ＢＧＡ（ＢＡＬＬ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）など）を形成させることにより、ＩＣチップを実装することができる基板やパッケージ基板となる。ＩＣチップはＣ４（フリップチップ）実装を行うことにより、パッケージ基板への電気的接続を行っている。ＰＧＡが設けられたパッケージ基板は、外部基板側のソケットに導電性接続ピンを嵌入させることで接続が行われる。
ＰＧＡの従来技術としては、特許文献１などがある。これには、Ｔ型からなる導電性接続ピンを有する樹脂製基板について開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２２３１８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実装後もしくは信頼試験後に、これらの従来形状のピンでは、傾き、脱落を引き起こすことがあった。ピンが実装後、上述の不具合が発生すると、ピン用のソケットに挿入することができず、パッケージ基板としての機能を果たすことができない。また、ピンの信頼性試験後に、上述の不具合が発生すると、電気的な接続性ができなくなるため、接続信頼性の低下を引き起こす。その傾向は、導電性接続ピンの間の距離が狭ピッチになればなるほど、顕著に表れた。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、導電性接続ピンを有する多層プリント配線板、特にパッケージ基板における基板と導電性接続ピンとの接続性や信頼性を低下させることがない構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、および発明の作用・効果】
発明者らは、上記目的の実現に向け鋭意研究した結果、以下に示す内容を要旨構成とする発明に想到した。すなわち、スルーホールを有するコア基板上に、両面もしくは片面に層間絶縁層と導体層が形成されて、バイアホールもしくはスルーホールを介して電気的な接続が行われ、複数の外部端子が導電性接着剤で接合される多層プリント配線板において
前記外部端子は、先端部と接合部からなるピン型の形状であり、該接合部の上面の面積と下面の面積とが異なり、上面の面積（Ａ１）は下面の面積（Ｂ１）に対して、０．０１≦（Ａ１／Ｂ１）＜１．００である多層プリント配線板に特徴がある。
【０００７】
そもそもリフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピンの接合する導電性接着剤を起点として応力が発生する。導電性接続ピンの接合部（釘頭部）の下面の面積よりも上面の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができることが分かった。さらに研究した結果、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って、導電性接続ピンの外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピンもしくは導電性接続ピン用接着剤には応力が残らないので、ピンの傾き、脱落などを引き起こさない。
【０００８】
また、導電性接着剤内に気泡が発生すると、その気泡により、ピンの傾きなども引き起こすことも考えられている。導電性接着剤内に気泡が残存していると、熱の影響により、その気泡が膨張もしくは収縮をする。その気泡の膨張もしくは収縮により、応力が発生する。その応力によっても、導電性接続ピンに不具合が生じてしまうのである。しかしながら、本願発明の導電性接続ピンを用いると、リフロー時に、上面と下面との稜線に沿って、導電性接続ピンの外側に向って、気泡が拡散されるのである。もし導電性接続ピンの下面の接合面下に、リフロー前に気泡が残っていたとしても、従来の導電性接続ピンに比べて、接合面の下面の面積の比率が小さいため、リフロー後に残存しにくいのである。それ故に、導電性接続ピンが実装された導電性接着剤中に気泡が残らず、気泡を起点とする不具合が発生しない。また、気泡が残っていたとしても、ピンの直下から位置ずれしているか、気泡が小さく、真円に近い状態となるので、熱応力の影響を受けてもピンがずれたり、傾いたりしない。
【０００９】
（Ａ１／Ｂ１）＝１、即ち、従来のＴ字状導電性接続ピンでは、導電性接着剤内に気泡が残存しやすい。導電性接続ピンの接合部（釘頭部）が平坦であるため、気泡を拡散できない。また、発生した応力も導電性接続ピンの上面から下面に沿って分散されず、緩衝することができない。その結果として導電性接続ピンが傾き、脱落を引き起こしてしまう。
【００１０】
また逆に、（Ａ１／Ｂ１）＜０．０１であると、気泡や応力は拡散されるが、導電性接続ピン自体の接合強度が低下してしまう。つまり、面積比での下限であるということがいえる。上記に示した範囲では、次第に低下傾向になるのである。
【００１１】
一方、導電性接続ピンの接合部の上面の面積（Ａ１）と前記導電性接続ピンの接合部の下面の面積（Ｂ１）に対して、０．１≦（Ａ１／Ｂ１）≦０．８であることがより望ましい。この範囲であれば、導電性接続ピンの接合部の直径などのピンを構成する要因に関係なく、一定の接合強度を保つことができ、気泡や応力を起因とするピンの脱落なども引き起こさないのである。即ち、もっとも最適な範囲であるといえる。
【００１２】
導電性接続ピンを構成する材料としては、銅もしくは銅合金、ニッケルもしくはニッケル合金、鉄もしくは鉄合金、アルミ、コバルト、貴金属などの導電性を有し、成型しやすいものを用いることが望ましい。例えば、コバール、４２アロイ、リン青銅などを用いることができるのである。その中でも銅もしくは銅合金、鉄もしくは鉄合金を用いることが望ましい。可撓性、電気特性に優れ、加工性にも優れているからである。さらに、銅もしくは銅合金を用いることが望ましい。その理由として、大容量の電源を導通させたとしても、導電性接続ピンにおける接続損失が発生しないから、電圧降下によりいＩＣチップの動作不良が起きない。
【００１３】
導電性接続ピンの接合面の最大の直径は、２．５〜０．５ｍｍであることが望ましい。２．５ｍｍを越えたもたものでは、平坦なものでも、面積を変更したものでも接合強度に変化がない。つまり、本発明の効果が顕著に現れないのである。一方、２．５ｍｍ以下のピン直径のときに、本願発明の効果が顕著に現れるのである。接合面積が十分に足りるので、不具合が発生しにくいのである。本願発明の臨界点は、ピンの直径２．５ｍｍ以下のときであるといえる。０．５ｍｍ未満では、面積が小さいので本願発明の構造でピンを作成することが困難であった。ピン作成の限界点は、０．５ｍｍであると言える。
一方、図２０に示すように隣接する導電性接続ピン８０と導電性接続ピン８０との距離（中心Ｃ−Ｃの距離）は、１．０〜３．０ｍｍであることが望ましい。１．０ｍｍ未満では、ピンを立設することが困難になることがある。
【００１４】
導電性接続ピンを接合する導電性接着剤には、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕなどからなる半田を用いることができる。その中でも鉛が配合されていない金属を用いることが望ましい。鉛は環境に影響を与えるし、融点を高くすることができない。そのために、ＩＣチップの実装に半田バンプを形成させるときに、温度に対して、導電性接着剤が溶融してしまうために、溶融によるピンの傾き、脱落を引き起こしてしまうからである。それ以外のものであれば、高融点にすることができるし、接合強度を確保することができるからである。
【００１５】
ここで、鉛が含まれていない低融点合金は、可塑性が低く、応力を伝達し易いが、本発明では、導電性接続ピンの接合部（釘頭部）の上面の面積よりも下面の面積を小さくすることにより、応力が上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピンの外側に向って伝わるので、接合強度が低下することがない。
【００１６】
導電性接続ピンを接合する導電性接着剤の融点は、２３０〜３００℃であることが望ましい。２３０°未満では、半田バンプとの融点の差が小さいので半田バンプリフロー時、ピンの傾きや脱落を引き起こしてしまう。３００°を越えると、樹脂の軟化を引き起こしてしまい。基板自体が耐えられなくなる。導電性接着剤には、半田を用いることが望ましい。半田以外にも例えばロウ付け材などの高融点である導電性接着剤を用いることも可能である。しかしながら、ロウ付け材の融点が、３００℃を越える高融点であるため、樹脂材料を用いているために、ロウ付け材の溶解させるための温度にすると、樹脂材料の溶解、軟化することが懸念されている。２８０℃未満の導電性接着剤がより望ましい。
【００１７】
プリント基板の導電性接続ピンを接合する導体部分には、スズ層又は貴金属層の単層が被覆されていることが望ましい。従来のニッケル−金の二層構造に比べて、電圧降下の降下量を抑えることができるからである。
【００１８】
この場合のコア基板とは、ガラスエポキシ樹脂などの芯材が含浸した樹脂基板、セラミック基板、金属基板、樹脂、セラミック、金属を複合して用いた複合コア基板、それらの基板の内層に（電源用）導体層が設けられた基板、３層以上の多層化した導体層が形成された多層コア基板を用いることができる。
電源層の導体の厚みを、厚くするために、金属を埋め込まれた基板上に、めっき、スパッタなどの一般的に行われる導体層を形成するプリント配線板の方法で形成したものを用いてもよい。
【００１９】
本願発明でのコア基板とは、以下のように定義される。芯材等が含浸された硬質基材であり、その両面もしくは片面に、芯材などを含まない絶縁樹脂層を用いて、フォトビアもしくはレーザによりバイアホールを形成して、導体層を形成して、層間の電気接続を行う。相対的に、コア基板の厚みは、樹脂絶縁層の厚みよりも厚いものである。基本的には、コア基板は電源層を主とする導体層が形成されて、その他信号線などは表裏の接続を行うためだけに形成されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る多層プリント配線板について図を参照して説明する。
［第１実施例］
先ず、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の構成について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の断面図を示し、図８は、該多層プリント配線板１０に導電性接続ピン８０を取り付け、ＩＣチップ９０を搭載した状態を示している。
【００２１】
図７に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０内にスルーホール３６が形成され、該コア基板３０の両面には、導体回路３４が形成されている。また、該コア基板３０の上には、バイアホール６０及び導体回路５８の形成された下層側層間樹脂絶縁層５０が配設されている。該下層層間樹脂絶縁層５０の上には、バイアホール１６０及び導体回路１５８が形成された上層層間樹脂絶縁層１５０が配置されている。下面側のバイアホール１６０、導体回路１５８の一部は、導電性接続ピンを接続するためのピンパッドを構成している。該上層層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。該ソルダーレジスト層７０には、開口７１Ｕ、７１Ｄが形成され、上面側の該開口７１Ｕには、半田バンプ７６が配設されている。また、底面側の該開口７１Ｄには、導電性接続ピン８０の接合部８４が、ピン接続用半田８６によって接続固定されている。図８に示すように、半田バンプ７６を介してＩＣチップ９０が搭載されている。
【００２２】
第１実施例に係る半田バンプ７６としては、相対的に低融点のＳｎ／Ｐｂからなる半田が用いられる。また、ピン接続用半田８６としては、相対的に高融点のＳｎ／Ｓｂが用いられる。半田バンプ７６を構成しているＳｎ／Ｐｂからなる半田の融点は、１６０〜２００℃の間であり、ＩＣチップ９０を実装する際、リフロー温度２００〜２２０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップ９０と接続させることができる。第１実施例では、一般的に広く用いられる６３Ｓｎ／３７Ｐｂｍｐ１８３℃（ここで、ｍｐ１８３℃は融点１８３℃を示す）の共晶半田を使用した。一方、ピン接続用半田８６は、融点が２３２〜２４０℃のＳｎ／Ｓｂが用いられている。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ９０を実装するため上記２００〜２２０℃の温度を加えた際に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピン８０のずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピン８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。
【００２３】
第１実施例に用いられる導電性接続ピン８０は、釘頭状の接合部８４とこの板状の接合部８４の略中央に突設された軸状の先端部８２とからなる、いわゆるＴ型ピンが好適に用いられる。板状の接合部８４は、パッドとなるパッケージ基板の最外層の導体回路１５８、バイアホール１６０にピン接続用半田８６を介して固定される部分であって、パッドの大きさに合わせた円形状や多角形状など適当に形成される。また、先端部８２の形状は、他の基板の端子など接続部（例えばソケット）に挿入可能な柱状であれば問題なく、円柱・角柱・円錐・角錐など何でもよい。
【００２４】
導電性接続ピン８０の材質は、銅又は銅合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、コバール、貴金属から選ばれる少なくとも１種類以上の金属からなる事が好ましい。高い可撓性を有するためである。特に、銅合金であるリン青銅が挙げられる。電気的特性および導電性接続ピンとしての加工性に優れているからである。また、この導電性接続ピンは、腐食防止あるいは導電性向上のために表面を他の金属層で被覆してもよい。特に、Ｎｉ／Ａｕメッキを施すことが望ましい。今回は、一般的に用いられているコバールから成り、表面にＮｉ／Ａｕメッキを行ったものを使用した。また、銀、貴金属などの金属を被覆してもよい。
【００２５】
導電性接続ピン８０において、柱状の先端部８２は直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の接合部８４の直径は０．５〜２．０ｍｍの範囲とすることが望ましく、パッドの大きさや装着されるマザーボードのソケット等の種類などによって適宜に選択される。
【００２６】
第１実施例の導電性接続ピン８０の平面図及び側面図を図９（Ａ）中に示す。第１実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００２７】
接合部８４の上部８４Ａの頂部面積Ａ１は約０．５ｍｍ２であり、下部８４Ｂの底部面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．５３である。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４の下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。
【００２８】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程について図１〜図８を参照して説明する。この第１実施例では、多層プリント配線板をセミアディティブ方により形成する。
【００２９】
多層プリント配線板の製造方法について説明する。ここでは、第１実施例の多層プリント配線板の製造方法に用いるＡ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム、Ｂ．樹脂充填剤、Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂について説明する。
【００３０】
Ａ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９，油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５，大日本インキ化学工業社製 エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０，大日本インキ化学工業社製 フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製 デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
【００３１】
Ｂ．樹脂充填剤の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０、ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ２球状粒子（アドテック社製、ＣＲＳ １１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製 ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４５〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填剤を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。
【００３２】
Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂の調製
ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである２官能アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：Ｒ６０４）４．５重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、商品名：Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部を加えて、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｒｐｍの場合はローターＮｏ．４、６ｒｐｍの場合はローターＮｏ．３によった。
【００３３】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図８を参照して説明する。
【００３４】
（１）厚さ０．４〜０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる基板３０の両面に１８μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０Ａを出発材料とする（図１（Ａ）参照）。まず、この銅貼積層板３０Ａをドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板３０の両面に導体回路３４とスルーホール３６を形成する（図１（Ｂ）参照）。
【００３５】
（２）スルーホール３６および導体回路３４を形成した基板を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ２ （４０ｇ／ｌ）、Ｎａ３ ＰＯ４ （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ４ （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、そのスルーホール３６を含む導体回路３４の全表面に粗化面３４αを形成する（図１（Ｃ）参照）。
【００３６】
（３）上記Ｂに記載した樹脂充填剤を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール３６内、および、基板３０の片面の導体回路３４非形成部と導体回路３４の外縁部とに樹脂充填剤４０の層を形成する。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール３６内に樹脂充填剤４０を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させる。次に、導体回路３４非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路３４非形成部に樹脂充填剤４０の層を形成し、１００℃、２０分の条件で乾燥させる（図１（Ｄ）参照）。
【００３７】
（４）上記（３）の処理を終えた基板３０の片面を、＃６００のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路３４の表面やスルーホール３６のランド表面３６ａに樹脂充填剤４０が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。このような一連の研磨を基板３０の他方の面についても同様に行う。
次いで、１００℃で１時間、１５０℃で１時間の加熱処理を行って樹脂充填剤４０を硬化する（図２（Ａ）参照）。
【００３８】
このようにして、スルーホール３６や導体回路３４非形成部に形成された樹脂充填材４０の表層部および導体回路３４の表面を平坦化し、樹脂充填材４０と導体回路３４の側面とが粗化面３４αを介して強固に密着し、またスルーホール３６の内壁面と樹脂充填材４０とが粗化面３８αを介して強固に密着した絶縁性基板を得る。すなわち、この工程により、樹脂充填剤４０の表面と導体回路３４の表面とが同一平面となる。
【００３９】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板３０の両面にスプレイで吹きつけて、導体回路３８の表面とスルーホール３６のランド表面３６ａと内壁とをエッチングすることにより、導体回路３４の全表面に粗化面３４βを形成する（図２（Ｂ）参照）。
エッチング液としては、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部からなるエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用する。
【００４０】
（６）基板３０の両面に、上記Ａで作製した基板３０より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に載置し、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ２ 、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層５０を形成する（図２（Ｃ）参照）。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に、真空度０．５Ｔｏｒｒ、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ２ 、温度８０℃、圧着時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させる。
【００４１】
（７）次に、層間樹脂絶縁層５０上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔４７ａが形成されたマスク４７を介して、波長１０．４μｍのＣＯ２ ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層５０に、直径８０μｍのバイアホール用開口４８を形成する（図２（Ｄ）参照）。樹脂フィルムとしては、ＰＰＥ、ポリオレフィン、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂でもよい。インク状にした接着剤として塗布してもよい。
【００４２】
（８）バイアホール用開口４８を形成した基板３０を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層５０の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口４８の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化面５０αとする（図３（Ａ）参照）。過マンガン酸以外にもクロム酸やクロム硫酸等の強酸を用いてもよい。
【００４３】
（９）次に、上記処理を終えた基板３０を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いする。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板３０の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層５０の表面およびバイアホール用開口４８の内壁面に触媒核を付着させる。
【００４４】
（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬して、粗化面５０α全体に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜５２を形成する（図３（Ｂ）参照）。
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ４ ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル ４０ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３５℃の液温度で４０分
【００４５】
（１１）市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき膜５２に貼り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２ で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ３０μｍのめっきレジスト５４を設ける（図３（Ｃ）参照）。
【００４６】
（１２）次いで、基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜５６を形成する（図３（Ｄ）参照）。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ２
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
【００４７】
（１３）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト５４下の無電解めっき膜５２を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜５２と電解銅めっき膜５６からなる厚さ１８μｍの導体回路５８（バイアホール６０を含む）を形成する（図４（Ａ）参照）。
【００４８】
（１４）（５）と同様の処理を行い、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８αを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００４９】
（１５）上記（６）〜（１４）の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図４（Ｃ）参照）。
【００５０】
（１６）次に、多層配線基板の両面に、Ｃで調製したソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布する。その後、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２ の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液または準水現像液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１Ｕ、７１Ｄを形成する。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物を硬化させ、開口７１Ｕ、７１Ｄを有する、厚さ２０μｍのソルダーレジスト層７０を形成する（図４（Ｄ）参照）。上記ソルダーレジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を使用することもできる。
【００５１】
（１７）次に、ソルダーレジスト層７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１Ｕ、７１Ｄに厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成する（図５（Ａ）参照）。
【００５２】
（１８）基板を裏返して支持治具７８に載置する。基板の開口７１Ｄ側の面の上に、開口７１Ｄに相当している部分に通孔７９ａが形成された半田印刷用マスク７９を載置する。そして、マスク７９を介して、Ｓｎ／Ｓｂを含有する半田ペースト８６αを印刷する（図５（Ｂ）参照）。
【００５３】
（１９）さらに、先端部８２と接合部８４からなる導電性接続ピン８０を、ピン保持装置８８に取り付けて支持し（図５（Ｃ）参照）、導電性接続ピン８０の接合部８４を開口部７１Ｄ内のＳｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αに当接させる。
【００５４】
（２０）その後、２４０〜２６０℃でリフローすることで、Ｓｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αをピン接続用半田８６にして、開口部７１Ｄ内に導電性接続ピン８０を接続固定させる（図６（Ａ））。図６（Ａ）中のサークルＣ部分を拡大して図１０（Ａ）に示す。
ピン接続用半田８６内に気泡Ｖが発生すると、その気泡Ｖにより、導電性接続ピン８０の傾きなども引き起こす。また、ピン接続用半田８６内に気泡Ｖが残存していると、熱の影響により、その気泡Ｖが膨張もしくは収縮をする。その気泡の膨張もしくは収縮により、応力が発生する。その応力によっても、導電性接続ピン８０に不具合が生じてしまう。しかしながら、第１実施例の導電性接続ピン８０を用いると、リフロー時に、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って、気泡Ｖが拡散される。それ故に、図１０（Ｂ）に示すように導電性接続ピン８０が実装されたピン接続用半田８６中には、気泡が残らず、気泡を起点とする不具合が発生しない。
【００５５】
（２１）基板の開口７１Ｕ側の面の上に、開口７１Ｕに相当している部分に通孔７５ａが形成された半田印刷用マスク７５を載置する。そして、マスク７５を介して、低融点のスズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを印刷する（図６（Ｂ）参照）。
【００５６】
（２２）その後、２００〜２２０℃でリフローすることで、スズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを半田バンプ７６とする（図７）。これにより、半田バンプ７６および導電性接続ピン８０を有する多層プリント配線板１０を得ることができる。
【００５７】
（２３）次に、完成した多層プリント配線板１０の半田バンプ７６にＩＣチップ９０の半田パッド９２が対応するように、ＩＣチップ９０を載置する。その後、２００〜２２０℃でリフローを行い、ＩＣチップ９０の取り付けを行う。これにより、ＩＣチップ９０を有する多層プリント配線板１０を得る（図８参照）。導電性接続ピンを半田付けしてから半田バンプを形成することも可能である。また、半田バンプと導電性接続ピンの半田を同時に印刷しておき、リフロー１回で半田溶融させても良い。
【００５８】
［第１実施例の改変例］
図９（Ｂ）に第１実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第１実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が小径円筒形状の上部８４Ａ’と大径円筒形状の下部８４Ｂ’とから構成されている。上部８４Ａ’の頂部の直径Φ２は０．８ｍｍに、下部８４Ｂ’の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂ’の厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００５９】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、約０．５３である。第１実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１１（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０の傾き、脱落などを引き起こさない。
【００６０】
図１１（Ａ）にリフロー前のピン接続用半田８６及び導電性接続ピン８０を示す。第１実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を用いると、リフロー時に、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って、気泡Ｖが拡散される。それ故に、図１１（Ｂ）に示すように導電性接続ピン８０が実装されたピン接続用半田８６中には、気泡が残らないために、気泡を起点とする不具合が発生しない。
【００６１】
［第２実施例］
図１２（Ａ）に第２実施例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第２実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．９８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６２】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．７６ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．７９である。第２実施例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１３（Ａ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６３】
［第２実施例の改変例］
図１２（Ｂ）に第２実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第２実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が小径円筒形状の上部８４Ａ’と大径円筒形状の下部８４Ｂ’とから構成されている。上部８４Ａ’の頂部の直径Φ２は０．９８ｍｍに、下部８４Ｂ’の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂ’の厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６４】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．７６ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．７９である。第２実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１３（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０の傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６５】
［第３実施例］
図１４（Ａ）に第３実施例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第３実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．３４８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６６】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．０９５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．１０である。第３実施例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１５（Ａ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６７】
［第３実施例の改変例］
図１４（Ｂ）に第３実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第１実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が小径円筒形状の上部８４Ａ’と大径円筒形状の下部８４Ｂ’とから構成されている。上部８４Ａ’の頂部の直径Φ２は０．３４８ｍｍに、下部８４Ｂ’の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂ’の厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６８】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．０９５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、約０．１である。第３実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１５（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６９】
［第４実施例］
図１６（Ａ）に第４実施例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第４実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．０３４８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００７０】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．０９５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．０１である。第４実施例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１６（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００７１】
［第５実施例］
第５実施例の導電性接続ピンは、図１２（Ａ）を参照して上述した第２実施例と同様である。但し、第５実施例では、裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は１．０８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．９１ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．９６４である。
【００７２】
［第５実施例の改変例］
第５実施例の改変例の導電性接続ピンは、図１２（Ｂ）を参照して上述した第２実施例の改変例と同様である。但し、第５実施例の改変例では、裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は１．０８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．９１ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．９６４である。
【００７３】
［第６実施例］
図１７（Ａ）に第６実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの断面図を示す。第６実施例の多層プリント配線板の導電性接続ピン８０は、図１４（Ａ）を参照して上述した第３実施例の導電性接続ピン８０と同じである。但し、第３実施例では、銅めっきからなる導体回路（ピンパッド）１５８に、ニッケルめっき層７２及び金めっき層７４の２層が被覆されていた。これに対して、第６実施例では、銅めっきからなる導体回路（ピンパッド）１５８に、金めっき層７４が直接被覆されている。この第６実施例では、高抵抗のニッケルめっき層７２を介さないため、導電性接続ピン８０からＩＣチップまでの配線の抵抗値を下げることができる。
【００７４】
［第７実施例］
図１７（Ｂ）に第７実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの断面図を示す。第７実施例の多層プリント配線板の導電性接続ピン８０は、図１４（Ａ）を参照して上述した第３実施例の導電性接続ピン８０と同じである。また、第７実施例では、銅めっきからなる導体回路（ピンパッド）１５８に、銀めっき層７５が直接被覆されている。この第７実施例では、高抵抗のニッケルめっき層７２を介さないため、導電性接続ピン８０からＩＣチップまでの配線の抵抗値を下げることができる。
【００７５】
［比較例１］
比較例１では、第３実施例と同様であるが、従来技術の接合部にテーパーのない導電性接続ピンを、直径１．１ｍｍ、接合面の直径１．１ｍｍ、（Ａ／Ｂ）＝１．０となる面積比となったもので、第１実施例の導体回路１５８に、ニッケルめっき層７２及び金めっき層７４の２層が被覆されてなるピンパッドに接続した。
【００７６】
［比較例２］
比較例２では、第３実施例と同様であり、接合部にテーパーのある導電性接続ピンの裁頭円錐形状の上部の裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．０９ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。接合部の上面の面積Ａ１は約０．００６４ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．００７である。第１実施例の導体回路１５８に、ニッケルめっき層７２及び金めっき層７４の２層が被覆されてなるピンパッドに接続した。
【００７７】
各実施例と各比較例の多層プリント配線板に対して、それぞれピン実装後のピンのの状態、引っ張り強度、信頼性試験（ヒートサイクル条件下 １３５℃／３分⇔−６５℃／３分を１サイクルで３０００サイクル行った）後のピンの状態、信頼性試験後の引っ張り強度、電圧降下試験と行った結果を図１８の図表中に示す。各実施例では、ピンの状態、引っ張り強度に問題がなかった。ピン実装後の引っ張り強度も２．２Ｋｇ／ＰＩＮであり、信頼性試験後の引っ張り強度は、２．０Ｋｇ／ＰＩＮであり、十分な強度を得ることができた。
比較例１では、信頼性試験後の引っ張り強度に問題が生じた。また、導電性接着剤中に気泡が確認された。比較例２では、引っ張り強度が低下した。
なお、電源電圧１．０Ｖのとき、変動許容範囲±１０％であれば、電圧の挙動が安定していることになり、ＩＣチップの誤動作などを引き起こさない。つまり、この場合、電圧降下量が０．１Ｖ以内であれば、電圧降下によるＩＣチップへの誤動作等を引き起こさないことになる。０．０９Ｖ以下であれば、安定性が増すことになる。このため、第６実施例、第７実施例では、導電性接続ピンからＩＣチップまでの抵抗値を下げることで、電圧降下量を低減している。各実施例の改変例でも同様な結果が得られた。
【００７８】
実験例として、実験例１〜７の導電性接続ピンに対して実験を行った。それぞれピンの面積を変えて、比率を同じにしたものを製造した。それらについて、ピンの実装後に、ピンの状態、引っ張り強度を検証した。
実験例１は、ピンの状態において気泡が確認されることがあった。つまり、面積が大きすぎると、本願の効果が相殺されてしまうことがある。実験例７では、引っ張り強度が低下してしまったため、強度的な問題があると判断した。それ以外の各実験例については、問題なく使用することができた。この実験により、ピンの大きさは、２．５〜０．５ｍｍの範囲であることが望ましいことが分かった。
【００７９】
【発明の効果】
以上記述したように、本発明の多層プリント配線板では、導電性接続ピンの接合部（釘頭部）の下面の面積よりも上面の面積を小さくすることにより、導電性接続ピンの接合する導電性接着剤を起点として応力が、接合部の上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピンの外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピンもしくは導電性接続ピン用接着剤に応力が残らなず、ピンに傾き、脱落などを引き起こさない。また、リフロー前に導電性接続ピンの下面の接合面下の導電性接着剤中に気泡が残っていたとしても、接合面の下面の面積の比率が小さいので、リフロー時に抜けて、導電性接続ピンが実装された導電性接着剤中に気泡が残らないために、気泡を起点とする不具合が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図８】図７に示す多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図９】図９（Ａ）は第１実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図９（Ｂ）は、第１実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第１実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンのリフロー前の断面図であり、図１０（Ｂ）はリフロー後の断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は第１実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンのリフロー前の断面図であり、図１１（Ｂ）はリフロー後の断面図である。本発明の第２実施例に係る多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は第２実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図１２（Ｂ）は第２実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は第２実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図であり、図１３（Ｂ）は第２実施例の改変例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は第３実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図１４（Ｂ）は第３実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は第３実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図であり、図１５（Ｂ）は第３実施例の改変例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は第４実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図１６（Ｂ）は第４実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は第６実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図であり、図１７（Ｂ）は第７実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１８】本発明の第１実施例〜第７実施例、及び、比較例１，２の試験結果を示す図表である。
【図１９】実験例の試験結果を示す図表である。
【図２０】導電性接続ピン間の距離の説明図である。
【符号の説明】
３０ コア基板
３４ 導体回路
３６ バイアホール
５０ 層間樹脂絶縁層
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト層
７１Ｕ、７１Ｄ 開口部
７２ ニッケルめっき層
７４ 金めっき層
７６ 半田バンプ
８０ 導電性接続ピン
８２ 先端部
８４ 接合部
８６ ピン接続用半田
９０ ＩＣチップ
９２ 半田パッド
１５０ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール
１７６ 半田バンプ
１８０ 導電性接続ピン
１８６ ピン接続用半田
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線板、特にパッケージタイプの多層プリント配線板に係り、導電性接続ピンのズレや脱落などが発生することなく、電気特性や信頼性を向上させることができる多層プリント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波数用のＩＣチップを搭載するパッケージ基板としてビルドアップ多層プリント配線板が用いられている。ビルドアップ多層プリント配線板の製造方法は、スルーホールが形成されたコア基板の両面もしくは片面に、層間絶縁樹脂を形成し、層間導通のためのバイアホールをレーザもしくはフォトエッチングにより開口させて、層間樹脂絶縁層を形成させる。そのバイアホール上にめっきなどにより導体層を形成し、エッチングなどを経て、パターンを形成し、導体回路を作り出させる。さらに、層間絶縁層と導体層を繰り返し形成させることにより完成する。必要に応じて、表層に半田バンプ、外部端子（ＰＧＡ（ＰＩＮ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）／ＢＧＡ（ＢＡＬＬ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）など）を形成させることにより、ＩＣチップを実装することができる基板やパッケージ基板となる。ＩＣチップはＣ４（フリップチップ）実装を行うことにより、パッケージ基板への電気的接続を行っている。ＰＧＡが設けられたパッケージ基板は、外部基板側のソケットに導電性接続ピンを嵌入させることで接続が行われる。
ＰＧＡの従来技術としては、特許文献１などがある。これには、Ｔ型からなる導電性接続ピンを有する樹脂製基板について開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２２３１８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実装後もしくは信頼試験後に、これらの従来形状のピンでは、傾き、脱落を引き起こすことがあった。ピンが実装後、上述の不具合が発生すると、ピン用のソケットに挿入することができず、パッケージ基板としての機能を果たすことができない。また、ピンの信頼性試験後に、上述の不具合が発生すると、電気的な接続性ができなくなるため、接続信頼性の低下を引き起こす。その傾向は、導電性接続ピンの間の距離が狭ピッチになればなるほど、顕著に表れた。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、導電性接続ピンを有する多層プリント配線板、特にパッケージ基板における基板と導電性接続ピンとの接続性や信頼性を低下させることがない構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、および発明の作用・効果】
発明者らは、上記目的の実現に向け鋭意研究した結果、以下に示す内容を要旨構成とする発明に想到した。すなわち、スルーホールを有するコア基板上に、両面もしくは片面に層間絶縁層と導体層が形成されて、バイアホールもしくはスルーホールを介して電気的な接続が行われ、複数の外部端子が導電性接着剤で接合される多層プリント配線板において
前記外部端子は、先端部と接合部からなるピン型の形状であり、該接合部の上面の面積と下面の面積とが異なり、上面の面積（Ａ１）は下面の面積（Ｂ１）に対して、０．０１≦（Ａ１／Ｂ１）＜１．００である多層プリント配線板に特徴がある。
【０００７】
そもそもリフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピンの接合する導電性接着剤を起点として応力が発生する。導電性接続ピンの接合部（釘頭部）の下面の面積よりも上面の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができることが分かった。さらに研究した結果、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って、導電性接続ピンの外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピンもしくは導電性接続ピン用接着剤には応力が残らないので、ピンの傾き、脱落などを引き起こさない。
【０００８】
また、導電性接着剤内に気泡が発生すると、その気泡により、ピンの傾きなども引き起こすことも考えられている。導電性接着剤内に気泡が残存していると、熱の影響により、その気泡が膨張もしくは収縮をする。その気泡の膨張もしくは収縮により、応力が発生する。その応力によっても、導電性接続ピンに不具合が生じてしまうのである。しかしながら、本願発明の導電性接続ピンを用いると、リフロー時に、上面と下面との稜線に沿って、導電性接続ピンの外側に向って、気泡が拡散されるのである。もし導電性接続ピンの下面の接合面下に、リフロー前に気泡が残っていたとしても、従来の導電性接続ピンに比べて、接合面の下面の面積の比率が小さいため、リフロー後に残存しにくいのである。それ故に、導電性接続ピンが実装された導電性接着剤中に気泡が残らず、気泡を起点とする不具合が発生しない。また、気泡が残っていたとしても、ピンの直下から位置ずれしているか、気泡が小さく、真円に近い状態となるので、熱応力の影響を受けてもピンがずれたり、傾いたりしない。
【０００９】
（Ａ１／Ｂ１）＝１、即ち、従来のＴ字状導電性接続ピンでは、導電性接着剤内に気泡が残存しやすい。導電性接続ピンの接合部（釘頭部）が平坦であるため、気泡を拡散できない。また、発生した応力も導電性接続ピンの上面から下面に沿って分散されず、緩衝することができない。その結果として導電性接続ピンが傾き、脱落を引き起こしてしまう。
【００１０】
また逆に、（Ａ１／Ｂ１）＜０．０１であると、気泡や応力は拡散されるが、導電性接続ピン自体の接合強度が低下してしまう。つまり、面積比での下限であるということがいえる。上記に示した範囲では、次第に低下傾向になるのである。
【００１１】
一方、導電性接続ピンの接合部の上面の面積（Ａ１）と前記導電性接続ピンの接合部の下面の面積（Ｂ１）に対して、０．１≦（Ａ１／Ｂ１）≦０．８であることがより望ましい。この範囲であれば、導電性接続ピンの接合部の直径などのピンを構成する要因に関係なく、一定の接合強度を保つことができ、気泡や応力を起因とするピンの脱落なども引き起こさないのである。即ち、もっとも最適な範囲であるといえる。
【００１２】
導電性接続ピンを構成する材料としては、銅もしくは銅合金、ニッケルもしくはニッケル合金、鉄もしくは鉄合金、アルミ、コバルト、貴金属などの導電性を有し、成型しやすいものを用いることが望ましい。例えば、コバール、４２アロイ、リン青銅などを用いることができるのである。その中でも銅もしくは銅合金、鉄もしくは鉄合金を用いることが望ましい。可撓性、電気特性に優れ、加工性にも優れているからである。さらに、銅もしくは銅合金を用いることが望ましい。その理由として、大容量の電源を導通させたとしても、導電性接続ピンにおける接続損失が発生しないから、電圧降下によりいＩＣチップの動作不良が起きない。
【００１３】
導電性接続ピンの接合面の最大の直径は、２．５〜０．５ｍｍであることが望ましい。２．５ｍｍを越えたもたものでは、平坦なものでも、面積を変更したものでも接合強度に変化がない。つまり、本発明の効果が顕著に現れないのである。一方、２．５ｍｍ以下のピン直径のときに、本願発明の効果が顕著に現れるのである。接合面積が十分に足りるので、不具合が発生しにくいのである。本願発明の臨界点は、ピンの直径２．５ｍｍ以下のときであるといえる。０．５ｍｍ未満では、面積が小さいので本願発明の構造でピンを作成することが困難であった。ピン作成の限界点は、０．５ｍｍであると言える。
一方、図２０に示すように隣接する導電性接続ピン８０と導電性接続ピン８０との距離（中心Ｃ−Ｃの距離）は、１．０〜３．０ｍｍであることが望ましい。１．０ｍｍ未満では、ピンを立設することが困難になることがある。
【００１４】
導電性接続ピンを接合する導電性接着剤には、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕなどからなる半田を用いることができる。その中でも鉛が配合されていない金属を用いることが望ましい。鉛は環境に影響を与えるし、融点を高くすることができない。そのために、ＩＣチップの実装に半田バンプを形成させるときに、温度に対して、導電性接着剤が溶融してしまうために、溶融によるピンの傾き、脱落を引き起こしてしまうからである。それ以外のものであれば、高融点にすることができるし、接合強度を確保することができるからである。
【００１５】
ここで、鉛が含まれていない低融点合金は、可塑性が低く、応力を伝達し易いが、本発明では、導電性接続ピンの接合部（釘頭部）の上面の面積よりも下面の面積を小さくすることにより、応力が上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピンの外側に向って伝わるので、接合強度が低下することがない。
【００１６】
導電性接続ピンを接合する導電性接着剤の融点は、２３０〜３００℃であることが望ましい。２３０°未満では、半田バンプとの融点の差が小さいので半田バンプリフロー時、ピンの傾きや脱落を引き起こしてしまう。３００°を越えると、樹脂の軟化を引き起こしてしまい。基板自体が耐えられなくなる。導電性接着剤には、半田を用いることが望ましい。半田以外にも例えばロウ付け材などの高融点である導電性接着剤を用いることも可能である。しかしながら、ロウ付け材の融点が、３００℃を越える高融点であるため、樹脂材料を用いているために、ロウ付け材の溶解させるための温度にすると、樹脂材料の溶解、軟化することが懸念されている。２８０℃未満の導電性接着剤がより望ましい。
【００１７】
プリント基板の導電性接続ピンを接合する導体部分には、スズ層又は貴金属層の単層が被覆されていることが望ましい。従来のニッケル−金の二層構造に比べて、電圧降下の降下量を抑えることができるからである。
【００１８】
この場合のコア基板とは、ガラスエポキシ樹脂などの芯材が含浸した樹脂基板、セラミック基板、金属基板、樹脂、セラミック、金属を複合して用いた複合コア基板、それらの基板の内層に（電源用）導体層が設けられた基板、３層以上の多層化した導体層が形成された多層コア基板を用いることができる。
電源層の導体の厚みを、厚くするために、金属を埋め込まれた基板上に、めっき、スパッタなどの一般的に行われる導体層を形成するプリント配線板の方法で形成したものを用いてもよい。
【００１９】
本願発明でのコア基板とは、以下のように定義される。芯材等が含浸された硬質基材であり、その両面もしくは片面に、芯材などを含まない絶縁樹脂層を用いて、フォトビアもしくはレーザによりバイアホールを形成して、導体層を形成して、層間の電気接続を行う。相対的に、コア基板の厚みは、樹脂絶縁層の厚みよりも厚いものである。基本的には、コア基板は電源層を主とする導体層が形成されて、その他信号線などは表裏の接続を行うためだけに形成されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る多層プリント配線板について図を参照して説明する。
［第１実施例］
先ず、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の構成について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の断面図を示し、図８は、該多層プリント配線板１０に導電性接続ピン８０を取り付け、ＩＣチップ９０を搭載した状態を示している。
【００２１】
図７に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０内にスルーホール３６が形成され、該コア基板３０の両面には、導体回路３４が形成されている。また、該コア基板３０の上には、バイアホール６０及び導体回路５８の形成された下層側層間樹脂絶縁層５０が配設されている。該下層層間樹脂絶縁層５０の上には、バイアホール１６０及び導体回路１５８が形成された上層層間樹脂絶縁層１５０が配置されている。下面側のバイアホール１６０、導体回路１５８の一部は、導電性接続ピンを接続するためのピンパッドを構成している。該上層層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。該ソルダーレジスト層７０には、開口７１Ｕ、７１Ｄが形成され、上面側の該開口７１Ｕには、半田バンプ７６が配設されている。また、底面側の該開口７１Ｄには、導電性接続ピン８０の接合部８４が、ピン接続用半田８６によって接続固定されている。図８に示すように、半田バンプ７６を介してＩＣチップ９０が搭載されている。
【００２２】
第１実施例に係る半田バンプ７６としては、相対的に低融点のＳｎ／Ｐｂからなる半田が用いられる。また、ピン接続用半田８６としては、相対的に高融点のＳｎ／Ｓｂが用いられる。半田バンプ７６を構成しているＳｎ／Ｐｂからなる半田の融点は、１６０〜２００℃の間であり、ＩＣチップ９０を実装する際、リフロー温度２００〜２２０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップ９０と接続させることができる。第１実施例では、一般的に広く用いられる６３Ｓｎ／３７Ｐｂｍｐ１８３℃（ここで、ｍｐ１８３℃は融点１８３℃を示す）の共晶半田を使用した。一方、ピン接続用半田８６は、融点が２３２〜２４０℃のＳｎ／Ｓｂが用いられている。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ９０を実装するため上記２００〜２２０℃の温度を加えた際に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピン８０のずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピン８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。
【００２３】
第１実施例に用いられる導電性接続ピン８０は、釘頭状の接合部８４とこの板状の接合部８４の略中央に突設された軸状の先端部８２とからなる、いわゆるＴ型ピンが好適に用いられる。板状の接合部８４は、パッドとなるパッケージ基板の最外層の導体回路１５８、バイアホール１６０にピン接続用半田８６を介して固定される部分であって、パッドの大きさに合わせた円形状や多角形状など適当に形成される。また、先端部８２の形状は、他の基板の端子など接続部（例えばソケット）に挿入可能な柱状であれば問題なく、円柱・角柱・円錐・角錐など何でもよい。
【００２４】
導電性接続ピン８０の材質は、銅又は銅合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、コバール、貴金属から選ばれる少なくとも１種類以上の金属からなる事が好ましい。高い可撓性を有するためである。特に、銅合金であるリン青銅が挙げられる。電気的特性および導電性接続ピンとしての加工性に優れているからである。また、この導電性接続ピンは、腐食防止あるいは導電性向上のために表面を他の金属層で被覆してもよい。特に、Ｎｉ／Ａｕメッキを施すことが望ましい。今回は、一般的に用いられているコバールから成り、表面にＮｉ／Ａｕメッキを行ったものを使用した。また、銀、貴金属などの金属を被覆してもよい。
【００２５】
導電性接続ピン８０において、柱状の先端部８２は直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の接合部８４の直径は０．５〜２．０ｍｍの範囲とすることが望ましく、パッドの大きさや装着されるマザーボードのソケット等の種類などによって適宜に選択される。
【００２６】
第１実施例の導電性接続ピン８０の平面図及び側面図を図９（Ａ）中に示す。第１実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００２７】
接合部８４の上部８４Ａの頂部面積Ａ１は約０．５ｍｍ２であり、下部８４Ｂの底部面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．５３である。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４の下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。
【００２８】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程について図１〜図８を参照して説明する。この第１実施例では、多層プリント配線板をセミアディティブ方により形成する。
【００２９】
多層プリント配線板の製造方法について説明する。ここでは、第１実施例の多層プリント配線板の製造方法に用いるＡ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム、Ｂ．樹脂充填剤、Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂について説明する。
【００３０】
Ａ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９，油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５，大日本インキ化学工業社製 エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０，大日本インキ化学工業社製 フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製 デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
【００３１】
Ｂ．樹脂充填剤の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０、ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ２球状粒子（アドテック社製、ＣＲＳ １１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製 ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４５〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填剤を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。
【００３２】
Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂の調製
ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである２官能アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：Ｒ６０４）４．５重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、商品名：Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部を加えて、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｒｐｍの場合はローターＮｏ．４、６ｒｐｍの場合はローターＮｏ．３によった。
【００３３】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図８を参照して説明する。
【００３４】
（１）厚さ０．４〜０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる基板３０の両面に１８μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０Ａを出発材料とする（図１（Ａ）参照）。まず、この銅貼積層板３０Ａをドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板３０の両面に導体回路３４とスルーホール３６を形成する（図１（Ｂ）参照）。
【００３５】
（２）スルーホール３６および導体回路３４を形成した基板を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ２ （４０ｇ／ｌ）、Ｎａ３ ＰＯ４ （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ４ （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、そのスルーホール３６を含む導体回路３４の全表面に粗化面３４αを形成する（図１（Ｃ）参照）。
【００３６】
（３）上記Ｂに記載した樹脂充填剤を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール３６内、および、基板３０の片面の導体回路３４非形成部と導体回路３４の外縁部とに樹脂充填剤４０の層を形成する。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール３６内に樹脂充填剤４０を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させる。次に、導体回路３４非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路３４非形成部に樹脂充填剤４０の層を形成し、１００℃、２０分の条件で乾燥させる（図１（Ｄ）参照）。
【００３７】
（４）上記（３）の処理を終えた基板３０の片面を、＃６００のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路３４の表面やスルーホール３６のランド表面３６ａに樹脂充填剤４０が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。このような一連の研磨を基板３０の他方の面についても同様に行う。
次いで、１００℃で１時間、１５０℃で１時間の加熱処理を行って樹脂充填剤４０を硬化する（図２（Ａ）参照）。
【００３８】
このようにして、スルーホール３６や導体回路３４非形成部に形成された樹脂充填材４０の表層部および導体回路３４の表面を平坦化し、樹脂充填材４０と導体回路３４の側面とが粗化面３４αを介して強固に密着し、またスルーホール３６の内壁面と樹脂充填材４０とが粗化面３８αを介して強固に密着した絶縁性基板を得る。すなわち、この工程により、樹脂充填剤４０の表面と導体回路３４の表面とが同一平面となる。
【００３９】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板３０の両面にスプレイで吹きつけて、導体回路３８の表面とスルーホール３６のランド表面３６ａと内壁とをエッチングすることにより、導体回路３４の全表面に粗化面３４βを形成する（図２（Ｂ）参照）。
エッチング液としては、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部からなるエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用する。
【００４０】
（６）基板３０の両面に、上記Ａで作製した基板３０より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に載置し、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ２ 、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層５０を形成する（図２（Ｃ）参照）。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に、真空度０．５Ｔｏｒｒ、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ２ 、温度８０℃、圧着時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させる。
【００４１】
（７）次に、層間樹脂絶縁層５０上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔４７ａが形成されたマスク４７を介して、波長１０．４μｍのＣＯ２ ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層５０に、直径８０μｍのバイアホール用開口４８を形成する（図２（Ｄ）参照）。樹脂フィルムとしては、ＰＰＥ、ポリオレフィン、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂でもよい。インク状にした接着剤として塗布してもよい。
【００４２】
（８）バイアホール用開口４８を形成した基板３０を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層５０の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口４８の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化面５０αとする（図３（Ａ）参照）。過マンガン酸以外にもクロム酸やクロム硫酸等の強酸を用いてもよい。
【００４３】
（９）次に、上記処理を終えた基板３０を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いする。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板３０の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層５０の表面およびバイアホール用開口４８の内壁面に触媒核を付着させる。
【００４４】
（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬して、粗化面５０α全体に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜５２を形成する（図３（Ｂ）参照）。
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ４ ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル ４０ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３５℃の液温度で４０分
【００４５】
（１１）市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき膜５２に貼り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ２ で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ３０μｍのめっきレジスト５４を設ける（図３（Ｃ）参照）。
【００４６】
（１２）次いで、基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜５６を形成する（図３（Ｄ）参照）。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ２
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
【００４７】
（１３）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト５４下の無電解めっき膜５２を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜５２と電解銅めっき膜５６からなる厚さ１８μｍの導体回路５８（バイアホール６０を含む）を形成する（図４（Ａ）参照）。
【００４８】
（１４）（５）と同様の処理を行い、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８αを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００４９】
（１５）上記（６）〜（１４）の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図４（Ｃ）参照）。
【００５０】
（１６）次に、多層配線基板の両面に、Ｃで調製したソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布する。その後、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ２ の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液または準水現像液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１Ｕ、７１Ｄを形成する。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物を硬化させ、開口７１Ｕ、７１Ｄを有する、厚さ２０μｍのソルダーレジスト層７０を形成する（図４（Ｄ）参照）。上記ソルダーレジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を使用することもできる。
【００５１】
（１７）次に、ソルダーレジスト層７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１Ｕ、７１Ｄに厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０−３ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０−１ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０−１ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成する（図５（Ａ）参照）。
【００５２】
（１８）基板を裏返して支持治具７８に載置する。基板の開口７１Ｄ側の面の上に、開口７１Ｄに相当している部分に通孔７９ａが形成された半田印刷用マスク７９を載置する。そして、マスク７９を介して、Ｓｎ／Ｓｂを含有する半田ペースト８６αを印刷する（図５（Ｂ）参照）。
【００５３】
（１９）さらに、先端部８２と接合部８４からなる導電性接続ピン８０を、ピン保持装置８８に取り付けて支持し（図５（Ｃ）参照）、導電性接続ピン８０の接合部８４を開口部７１Ｄ内のＳｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αに当接させる。
【００５４】
（２０）その後、２４０〜２６０℃でリフローすることで、Ｓｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αをピン接続用半田８６にして、開口部７１Ｄ内に導電性接続ピン８０を接続固定させる（図６（Ａ））。図６（Ａ）中のサークルＣ部分を拡大して図１０（Ａ）に示す。
ピン接続用半田８６内に気泡Ｖが発生すると、その気泡Ｖにより、導電性接続ピン８０の傾きなども引き起こす。また、ピン接続用半田８６内に気泡Ｖが残存していると、熱の影響により、その気泡Ｖが膨張もしくは収縮をする。その気泡の膨張もしくは収縮により、応力が発生する。その応力によっても、導電性接続ピン８０に不具合が生じてしまう。しかしながら、第１実施例の導電性接続ピン８０を用いると、リフロー時に、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って、気泡Ｖが拡散される。それ故に、図１０（Ｂ）に示すように導電性接続ピン８０が実装されたピン接続用半田８６中には、気泡が残らず、気泡を起点とする不具合が発生しない。
【００５５】
（２１）基板の開口７１Ｕ側の面の上に、開口７１Ｕに相当している部分に通孔７５ａが形成された半田印刷用マスク７５を載置する。そして、マスク７５を介して、低融点のスズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを印刷する（図６（Ｂ）参照）。
【００５６】
（２２）その後、２００〜２２０℃でリフローすることで、スズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを半田バンプ７６とする（図７）。これにより、半田バンプ７６および導電性接続ピン８０を有する多層プリント配線板１０を得ることができる。
【００５７】
（２３）次に、完成した多層プリント配線板１０の半田バンプ７６にＩＣチップ９０の半田パッド９２が対応するように、ＩＣチップ９０を載置する。その後、２００〜２２０℃でリフローを行い、ＩＣチップ９０の取り付けを行う。これにより、ＩＣチップ９０を有する多層プリント配線板１０を得る（図８参照）。導電性接続ピンを半田付けしてから半田バンプを形成することも可能である。また、半田バンプと導電性接続ピンの半田を同時に印刷しておき、リフロー１回で半田溶融させても良い。
【００５８】
［第１実施例の改変例］
図９（Ｂ）に第１実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第１実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が小径円筒形状の上部８４Ａ’と大径円筒形状の下部８４Ｂ’とから構成されている。上部８４Ａ’の頂部の直径Φ２は０．８ｍｍに、下部８４Ｂ’の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂ’の厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００５９】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、約０．５３である。第１実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１１（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０の傾き、脱落などを引き起こさない。
【００６０】
図１１（Ａ）にリフロー前のピン接続用半田８６及び導電性接続ピン８０を示す。第１実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を用いると、リフロー時に、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って、気泡Ｖが拡散される。それ故に、図１１（Ｂ）に示すように導電性接続ピン８０が実装されたピン接続用半田８６中には、気泡が残らないために、気泡を起点とする不具合が発生しない。
【００６１】
［第２実施例］
図１２（Ａ）に第２実施例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第２実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．９８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６２】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．７６ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．７９である。第２実施例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１３（Ａ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６３】
［第２実施例の改変例］
図１２（Ｂ）に第２実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第２実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が小径円筒形状の上部８４Ａ’と大径円筒形状の下部８４Ｂ’とから構成されている。上部８４Ａ’の頂部の直径Φ２は０．９８ｍｍに、下部８４Ｂ’の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂ’の厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６４】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．７６ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．７９である。第２実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１３（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０の傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６５】
［第３実施例］
図１４（Ａ）に第３実施例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第３実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．３４８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６６】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．０９５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．１０である。第３実施例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１５（Ａ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６７】
［第３実施例の改変例］
図１４（Ｂ）に第３実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第１実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が小径円筒形状の上部８４Ａ’と大径円筒形状の下部８４Ｂ’とから構成されている。上部８４Ａ’の頂部の直径Φ２は０．３４８ｍｍに、下部８４Ｂ’の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂ’の厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００６８】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．０９５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、約０．１である。第３実施例の改変例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１５（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００６９】
［第４実施例］
図１６（Ａ）に第４実施例に係る導電性接続ピン８０の平面図、及び、側面図を示す。
第４実施例の導電性接続ピン８０では、釘頭状の接合部８４が裁頭円錐形状の上部８４Ａと平板状の下部８４Ｂとから構成されている。裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．０３４８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。導電性接続ピン８０は、全長ｄ１が３．１６ｍｍ、接合部８４の厚みｄ２が０．２６ｍｍ、下部８４Ｂの厚みｄ３が０．１３ｍｍに設定されている。
【００７０】
接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．０９５ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．０１である。第４実施例に係る導電性接続ピン８０を多層プリント配線板に取り付けた状態を図１６（Ｂ）中に示す。リフロー時もしくは信頼性試験時において、導電性接続ピン８０の接合するピン接続用半田（導電性接着剤）８６を起点として応力が発生する。導電性接続ピン８０の接合部（釘頭部）８４Ｂの下面の面積Ｂ１よりも上面の面積Ａ１の面積を小さくすることにより、その応力を緩衝させることができる。即ち、発生した応力は、上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピン８０の外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピン８０もしくはピン接続用半田８６には応力が残らず、導電性接続ピン８０に傾き、脱落などを引き起こさない。また、図１０（Ａ）を参照して上述した第１実施例と同様にリフロー時に気泡が抜け、リフロー後にピン接続用半田８６中に気泡が残ることがない。
【００７１】
［第５実施例］
第５実施例の導電性接続ピンは、図１２（Ａ）を参照して上述した第２実施例と同様である。但し、第５実施例では、裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は１．０８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．９１ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．９６４である。
【００７２】
［第５実施例の改変例］
第５実施例の改変例の導電性接続ピンは、図１２（Ｂ）を参照して上述した第２実施例の改変例と同様である。但し、第５実施例の改変例では、裁頭円錐形状の上部８４Ａの裁頭部（頂部）の直径Φ２は１．０８ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。接合部８４の上面の面積Ａ１は約０．９１ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．９６４である。
【００７３】
［第６実施例］
図１７（Ａ）に第６実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの断面図を示す。第６実施例の多層プリント配線板の導電性接続ピン８０は、図１４（Ａ）を参照して上述した第３実施例の導電性接続ピン８０と同じである。但し、第３実施例では、銅めっきからなる導体回路（ピンパッド）１５８に、ニッケルめっき層７２及び金めっき層７４の２層が被覆されていた。これに対して、第６実施例では、銅めっきからなる導体回路（ピンパッド）１５８に、金めっき層７４が直接被覆されている。この第６実施例では、高抵抗のニッケルめっき層７２を介さないため、導電性接続ピン８０からＩＣチップまでの配線の抵抗値を下げることができる。
【００７４】
［第７実施例］
図１７（Ｂ）に第７実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの断面図を示す。第７実施例の多層プリント配線板の導電性接続ピン８０は、図１４（Ａ）を参照して上述した第３実施例の導電性接続ピン８０と同じである。また、第７実施例では、銅めっきからなる導体回路（ピンパッド）１５８に、銀めっき層７５が直接被覆されている。この第７実施例では、高抵抗のニッケルめっき層７２を介さないため、導電性接続ピン８０からＩＣチップまでの配線の抵抗値を下げることができる。
【００７５】
［比較例１］
比較例１では、第３実施例と同様であるが、従来技術の接合部にテーパーのない導電性接続ピンを、直径１．１ｍｍ、接合面の直径１．１ｍｍ、（Ａ／Ｂ）＝１．０となる面積比となったもので、第１実施例の導体回路１５８に、ニッケルめっき層７２及び金めっき層７４の２層が被覆されてなるピンパッドに接続した。
【００７６】
［比較例２］
比較例２では、第３実施例と同様であり、接合部にテーパーのある導電性接続ピンの裁頭円錐形状の上部の裁頭部（頂部）の直径Φ２は０．０９ｍｍに、円錐形状の底部の直径Φ１は１．１ｍｍに設定されている。接合部の上面の面積Ａ１は約０．００６４ｍｍ２であり、下面の面積Ｂ１は約０．９５ｍｍ２であり、上面の面積と下面の面積との比（Ａ１／Ｂ１）は、おおよそ０．００７である。第１実施例の導体回路１５８に、ニッケルめっき層７２及び金めっき層７４の２層が被覆されてなるピンパッドに接続した。
【００７７】
各実施例と各比較例の多層プリント配線板に対して、それぞれピン実装後のピンのの状態、引っ張り強度、信頼性試験（ヒートサイクル条件下 １３５℃／３分⇔−６５℃／３分を１サイクルで３０００サイクル行った）後のピンの状態、信頼性試験後の引っ張り強度、電圧降下試験と行った結果を図１８の図表中に示す。各実施例では、ピンの状態、引っ張り強度に問題がなかった。ピン実装後の引っ張り強度も２．２Ｋｇ／ＰＩＮであり、信頼性試験後の引っ張り強度は、２．０Ｋｇ／ＰＩＮであり、十分な強度を得ることができた。
比較例１では、信頼性試験後の引っ張り強度に問題が生じた。また、導電性接着剤中に気泡が確認された。比較例２では、引っ張り強度が低下した。
なお、電源電圧１．０Ｖのとき、変動許容範囲±１０％であれば、電圧の挙動が安定していることになり、ＩＣチップの誤動作などを引き起こさない。つまり、この場合、電圧降下量が０．１Ｖ以内であれば、電圧降下によるＩＣチップへの誤動作等を引き起こさないことになる。０．０９Ｖ以下であれば、安定性が増すことになる。このため、第６実施例、第７実施例では、導電性接続ピンからＩＣチップまでの抵抗値を下げることで、電圧降下量を低減している。各実施例の改変例でも同様な結果が得られた。
【００７８】
実験例として、実験例１〜７の導電性接続ピンに対して実験を行った。それぞれピンの面積を変えて、比率を同じにしたものを製造した。それらについて、ピンの実装後に、ピンの状態、引っ張り強度を検証した。
実験例１は、ピンの状態において気泡が確認されることがあった。つまり、面積が大きすぎると、本願の効果が相殺されてしまうことがある。実験例７では、引っ張り強度が低下してしまったため、強度的な問題があると判断した。それ以外の各実験例については、問題なく使用することができた。この実験により、ピンの大きさは、２．５〜０．５ｍｍの範囲であることが望ましいことが分かった。
【００７９】
【発明の効果】
以上記述したように、本発明の多層プリント配線板では、導電性接続ピンの接合部（釘頭部）の下面の面積よりも上面の面積を小さくすることにより、導電性接続ピンの接合する導電性接着剤を起点として応力が、接合部の上面と下面との稜線に沿って導電性接続ピンの外側に向って伝わり拡散される。そのために、導電性接続ピンもしくは導電性接続ピン用接着剤に応力が残らなず、ピンに傾き、脱落などを引き起こさない。また、リフロー前に導電性接続ピンの下面の接合面下の導電性接着剤中に気泡が残っていたとしても、接合面の下面の面積の比率が小さいので、リフロー時に抜けて、導電性接続ピンが実装された導電性接着剤中に気泡が残らないために、気泡を起点とする不具合が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図８】図７に示す多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図９】図９（Ａ）は第１実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図９（Ｂ）は、第１実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第１実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンのリフロー前の断面図であり、図１０（Ｂ）はリフロー後の断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は第１実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンのリフロー前の断面図であり、図１１（Ｂ）はリフロー後の断面図である。本発明の第２実施例に係る多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は第２実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図１２（Ｂ）は第２実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は第２実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図であり、図１３（Ｂ）は第２実施例の改変例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は第３実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図１４（Ｂ）は第３実施例の改変例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は第３実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図であり、図１５（Ｂ）は第３実施例の改変例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は第４実施例に係る多層プリント配線板の導電性接続ピンの平面図及び側面図であり、図１６（Ｂ）は第４実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は第６実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図であり、図１７（Ｂ）は第７実施例に係る導電性接続ピンの取り付けられた多層プリント配線板の断面図である。
【図１８】本発明の第１実施例〜第７実施例、及び、比較例１，２の試験結果を示す図表である。
【図１９】実験例の試験結果を示す図表である。
【図２０】導電性接続ピン間の距離の説明図である。
【符号の説明】
３０ コア基板
３４ 導体回路
３６ バイアホール
５０ 層間樹脂絶縁層
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト層
７１Ｕ、７１Ｄ 開口部
７２ ニッケルめっき層
７４ 金めっき層
７６ 半田バンプ
８０ 導電性接続ピン
８２ 先端部
８４ 接合部
８６ ピン接続用半田
９０ ＩＣチップ
９２ 半田パッド
１５０ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール
１７６ 半田バンプ
１８０ 導電性接続ピン
１８６ ピン接続用半田
Claims (9)
- スルーホールを有するコア基板上に、両面もしくは片面に層間絶縁層と導体層が形成されて、バイアホールもしくはスルーホールを介して電気的な接続が行われ、複数の外部端子が導電性接着剤で接合される多層プリント配線板において
前記外部端子は、先端部と接合部からなるピン型の形状であり、該接合部の上面の面積と下面の面積とが異なり、上面の面積（Ａ１）は下面の面積（Ｂ１）に対して、０．０１≦（Ａ１／Ｂ１）＜１．００であることを特徴とする多層プリント配線板。 - スルーホールを有するコア基板上に、両面もしくは片面に層間絶縁層と導体層が形成されて、バイアホールもしくはスルーホールを介して電気的な接続が行われ、表面又は裏面に形成されたピンパッドに外部端子として導電性接続ピンが導電性接着剤で接合される多層プリント配線板において、
前記導電性接続ピンは、軸状の先端部と裁頭円錐形状の接合部からなり、該接合部裁頭円錐形状の裁頭部の面積（Ａ１）は、該円錐底部の面積（Ｂ１）に対して、０．０１≦（Ａ１／Ｂ１）＜１．００であることを特徴とする多層プリント配線板。 - スルーホールを有するコア基板上に、両面もしくは片面に層間絶縁層と導体層が形成されて、バイアホールもしくはスルーホールを介して電気的な接続が行われ、表面又は裏面に形成されたピンパッドに外部端子として導電性接続ピンが導電性接着剤で接合される多層プリント配線板において、
前記導電性接続ピンは、軸状の先端部と大径円筒に小径円筒を重ねた形状の接合部からなり、該接合部の小径円筒頂部の面積（Ａ１）は、該大径円筒底部の面積（Ｂ１）に対して、０．０１≦（Ａ１／Ｂ１）＜１．００であることを特徴とする多層プリント配線板。 - 前記外部端子の接合部の前記面積（Ａ１）が前記面積（Ｂ１）に対して、０．１≦（Ａ１／Ｂ１）≦０．８であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
- 前記外部端子の接合部の最大の直径は、２．５〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
- 前記外部端子の隣り合う距離は、３．０〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
- 前記導電性接着剤として、鉛が配合されていない合金を用いることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
- 前記導電性接着剤の融点は、２３０〜３００℃であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
- 前記プリント基板の外部端子を接合する導体部分には、スズ層、又は、貴金属層の単層が被覆されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008544572A (ja) * | 2005-06-27 | 2008-12-04 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 鉛フリー半導体パッケージ |
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-
2003
- 2003-07-10 JP JP2003194898A patent/JP2005032905A/ja active Pending
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| US8541691B2 (en) | 2006-05-02 | 2013-09-24 | Ibiden Co., Ltd. | Heat resistant substrate incorporated circuit wiring board |
| KR100959866B1 (ko) | 2009-07-20 | 2010-05-27 | 삼성전기주식회사 | 패키지 기판용 리드핀 |
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