JP2007227788A - 配線基板の製造方法および半田ペースト - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の電極端子および外部接続用の半田ボールとの接続信頼性に優れた配線基板の製造方法および半田ペーストを提供することである。
【解決手段】配線導体２を有する絶縁基板１の表面における半田接続用パッド３ａ上に半田層５が形成された配線基板１５の製造方法であって、半田接続用パッド３ａ上に、半田粉末３０ａと、該半田粉末３０ａよりも融点が高く且つ比重が小さい非半田粉末３０ｂとを含有する半田ペースト３０を塗布する工程と、半田ペースト３０中の半田粉末３０ａを加熱溶融させて半田接続用パッド３ａ上に溶融半田層５ａを形成するとともに、該溶融半田層５ａの表面に非半田粉末３０ｂを浮上させる工程と、溶融半田層５ａを冷却固化させた後、固化した半田層５の表面から非半田粉末３０ｂを除去する工程とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板の製造方法および半田ペーストに関するものである。

半導体素子等の電子部品を搭載するために用いられる配線基板は、例えば下記のように構成されている。すなわち、その上面には、前記電子部品の電極端子と半田を介して電気的に接続するための部品接続用の半田接続用パッドが形成されている。また、その下面には、外部電気回路基板の配線導体と半田を介して電気的に接続するための外部接続用の半田接続用パッドが形成されている。さらに、その上下面には、前記半田接続用パッドの中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層が被着されているとともに、該ソルダーレジスト層の開口部内に露出した半田接続用パッド上には、電子部品の電極端子や外部電気回路基板の配線導体と、半田接続用パッドとを接続するための半田が溶着されている。

そして、電子部品を、その各電極端子がそれぞれ対応する電子部品接続用の半田接続用パッドに溶着された半田に当接させて、配線基板の上面に載置するとともに、電子部品の各電極端子が当接する半田を加熱溶融させて、電子部品の電極端子と電子部品接続用の半田接続用パッドとを半田を介して接続させ、電子部品を配線基板上に実装する。

さらに、外部接続用の半田接続用パッドに溶着した半田上に、外部接続用の半田ボールを当接させて載置する。ついで、該半田ボールが当接する半田を加熱溶融させて、半田ボールと外部接続用の半田接続用パッドとを半田を介して接続する。そして、前記半田ボールと外部電気回路基板の配線導体とを当接させるとともに、半田ボールを加熱溶融させて、半田ボールと外部電気回路の配線導体とを半田ボールを介して接続させ、電子部品を搭載した配線基板を外部電気回路基板上に実装する。

上記のような配線基板は、例えば次のようにして製作される。すなわち、まず内部および表面の少なくとも一方に複数の配線導体を有する絶縁基板の上面に、円形状の複数の半田接続用パッドを形成する。ついで、この絶縁基板および半田接続用パッド上に、半田接続用パッドの中央部を露出させる開口部を有するソルダーレジスト層を被着する。次に、半田接続用パッド上に溶剤を含むフラックス成分および半田粉末から成る半田ペーストを従来周知のスクリーン印刷法により印刷塗布して加熱する。そして、半田ペースト中の半田粉末を溶融させた後、溶融した半田を冷却固化して半田を半田接続用パッド上に溶着し、上記のような配線基板を得る。このとき、半田接続用パッド上に溶着する半田の量が多いと、溶着した半田は、溶融時の表面張力により表面が球面状となるとともに、一部がソルダーレジスト層から突出した状態となる。

ここで、半田接続用パッドに溶着された半田の表面が球面状で、その一部がソルダーレジスト層から突出していると、該半田と、電子部品の電極端子や外部接続用の半田ボールとを当接させる際に、電子部品の電極端子や外部接続用の半田ボールが、前記半田から滑り落ち易く、両者の当接が不安定なものとなり、その結果、前記半田と、電子部品の電極端子や半田ボールとを接続することが困難となったり、電子部品の電極端子や半田ボールが隣接する半田と接続してショートしたりする問題が発生していた。

そこで、半田接続用パッドに溶着する半田の量を少なくすることにより、半田がソルダーレジスト層から突出しないようにするとともに、半田の表面をなるべく平坦なものとすることにより、球面状の半田を層状の半田、すなわち半田層とする要求が増えている。この場合、半田接続用パッドに溶着して形成された半田層の表面は、ソルダーレジスト層の表面より凹んで位置するので、電子部品の電極端子や外部接続用の半田ボールと、半田接続用パッド上の半田層とを当接させる際に、ソルダーレジスト層の開口部を位置決めのガイドとして機能させることができ、その結果、電子部品の電極端子や外部接続用の半田ボールを半田接続用パッドに溶着された半田層上に安定して当接させることが可能となる。

半田接続用パッド上に溶着する半田の量を少なくするには、例えば特許文献１に記載されているように、半田接続用パッド上に塗布する半田ペースト中のフラックス成分の量を増やす方法が考えられる。

しかしながら、半田ペースト中のフラックス成分の量を増やすと、半田ペーストの粘度が低くなるので、塗布された半田ペーストが滲んで拡がり、正確に塗布することが困難となる。特に、近時、高集積化が進むＩＣやＬＳＩ等の半導体素子を搭載する半導体素子収納用パッケージや、各種電子部品を搭載する混成集積回路装置等に適用される配線基板においては、半田接続用パッドの微細化および高密度配列化が要求されている。例えば、ソルダーレジスト層の開口部から露出する半田接続用パッドの直径が７０μｍ以下で配列間隔（パッド中心間の間隔）が１２０μｍ以下のものが出現するようになってきている。

上記のような配線基板に、フラックス成分量を増やした半田ペーストを塗布すると、半田ペーストの滲みに起因して、半田接続用パッド間の電気的な絶縁が損なわれる危険性が高くなる。その結果、電子部品の電極端子や外部接続用の半田ボールとの接続信頼性が低下する。
特開２００５−１５９１０２号公報

本発明の課題は、電子部品の電極端子および外部接続用の半田ボールとの接続信頼性に優れた配線基板の製造方法および半田ペーストを提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）配線導体を有する絶縁基板の表面における半田接続用パッド上に半田層が形成された配線基板の製造方法であって、前記半田接続用パッド上に、半田粉末と、該半田粉末よりも融点が高く且つ比重が小さい非半田粉末とを含有する半田ペーストを塗布する工程と、前記半田ペースト中の半田粉末を加熱溶融させて前記半田接続用パッド上に溶融半田層を形成するとともに、該溶融半田層の表面に前記非半田粉末を浮上させる工程と、前記溶融半田層を冷却固化させた後、固化した半田層の表面から前記非半田粉末を除去する工程とを含む配線基板の製造方法。
（２）前記非半田粉末が、溶融した半田に対して非溶融性を有する前記（１）記載の配線基板の製造方法。
（３）前記非半田粉末がガラス粉末および／またはセラミック粉末から成る前記（１）または（２）記載の配線基板の製造方法。
（４）前記半田粉末および前記非半田粉末が球状粉末である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
（５）前記半田粉末の平均粒径が５〜５０μｍであり、前記非半田粉末の平均粒径が１〜５０μｍである前記（１）〜（４）のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
（６）前記半田粉末と前記非半田粉末との配合比率（半田粉末：非半田粉末）が９０重量％：１０重量％〜１０重量％：９０重量％である前記（１）〜（５）のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
（７）前記非半田粉末の融点が前記半田粉末の融点よりも１０℃以上高い前記（１）〜（６）のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
（８）前記半田接続用パッド上に塗布される前記半田ペーストの粘度が１００〜３００Ｐａ・ｓである前記（１）〜（７）のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
（９）前記半田接続用パッドの周囲をソルダーレジスト層で覆うとともに、前記半田層を前記ソルダーレジスト層より薄く形成する前記（１）〜（８）記載の配線基板の製造方法。
（１０）配線導体を有する絶縁基板の表面における半田接続用パッド上に半田層を形成するための半田ペーストであって、半田粉末と、該半田粉末よりも融点が高く且つ比重が小さい非半田粉末とを含有することを特徴とする半田ペースト。
（１１）前記非半田粉末が溶融した半田に対して非溶融性を有する前記（１０）記載の半田ペースト。
なお、本発明における前記「該溶融半田層の表面に前記非半田粉末を浮上させる」は、必ずしも半田ペーストに含有されている全ての非半田粉末を溶融半田層の表面に浮上させる必要はなく、本発明の効果を損なわない限りにおいて、一部の非半田粉末が溶融半田層中に含有されていてもよい。

前記（１）記載の配線基板の製造方法によれば、半田接続用パッド上に塗布する半田ペーストが、半田粉末および特定の非半田粉末を含有するので、前記非半田粉末が充填剤として機能することにより半田ペーストの粘度を維持しながら前記パッド上に溶着する半田量を少なくすることができ、その結果、前記パッド上に半田ペーストを正確に塗布することができる。さらに、前記半田ペースト中の非半田粉末は、前記半田粉末よりも融点が高く且つ比重が小さいので、半田粉末を加熱溶融させて溶融半田層を形成させた際には、該溶融半田層の表面に浮上させることができる。浮上させたこの非半田粉末は、前記溶融半田層を冷却固化させた後、固化した半田層の表面から除去するので、所望の半田層を簡単に前記パッド上に形成することができる。そして、この半田層上に、電子部品の電極端子および外部接続用の半田ボールをそれぞれ当接させて接続するので、配線基板が、電子部品の電極端子および外部接続用の半田ボールと優れた接続信頼性を示すことができる。

前記（２）〜（７）記載の配線基板の製造方法によれば、半田ペースト中の非半田粉末を、溶融半田層を形成させた際に、該溶融半田層の表面に浮上させやすくすることができる。
前記（８）記載の配線基板の製造方法によれば、半田接続用パッド上に半田ペーストをより正確に塗布することができる。
前記（９）記載の配線基板の製造方法によれば、ソルダーレジスト層の開口部を位置決めのガイドとして機能させることができる。
前記（１０），（１１）記載の半田ペーストによれば、半田接続用パッド上に半田ペーストを正確に塗布することができ、かつ所望の半田層を簡単に前記パッド上に形成することができる。

以下、本発明にかかる配線基板の製造方法の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる配線基板および該配線基板に接続される電子部品を説明するための概略説明図である。

図１に示すように、この配線基板１５は、上面から下面にかけて配線導体２が配設された絶縁基板１を有している。この絶縁基板１の上面には、電子部品接続用の半田接続用パッド３ａが配設されており、該半田接続用パッド３ａ上には半田層５が形成されている。また、絶縁基板１の下面には、外部接続用の半田接続用パッド３ｂが配設されており、該半田接続用パッド３ｂ上には半田層９が形成されている。さらに、最表面には保護用のソルダーレジスト層４が披着されており、主にこれらで半導体素子等の電子部品２０を搭載するための本実施形態にかかる配線基板１５が構成されている。

絶縁基板１は、例えばガラス繊維を縦横に織り込んだガラス織物に、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る絶縁板１ａの上下面に、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂に酸化珪素粉末等の無機絶縁物フィラーを分散させた電気絶縁材料から成る絶縁層１ｂをそれぞれ複数層ずつ積層して成る。さらに、その内部および表面には、銅箔や銅めっき等の導電材料から成る配線導体２が配設されている。

絶縁板１ａは、その上面から下面にかけて直径が０．１〜１．０ｍｍ程度の複数のスルーホール６を有する厚みが０．３〜１．５ｍｍ程度の略四角平板であり、その上下面および各スルーホール６の内面には、配線導体２が被着されている。また、各スルーホール６の内部には、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る埋め込み樹脂７が充填されており、埋め込み樹脂７の上下端面上にも、配線導体２が被着されている。

この絶縁板１ａは、配線基板のコア部材として機能し、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたシートを作製して熱硬化性樹脂を熱硬化させた後、これに上下面間にわたるスルーホール６をドリル加工で形成することにより製作される。

また、絶縁板１ａの上下面の配線導体２は、絶縁板１ａ用のシートの上下面に厚みが３〜５０μｍ程度の銅箔を予め貼着しておき、この銅箔をエッチング加工することにより形成される。スルーホール６内面や埋め込み樹脂７端面の配線導体２は、スルーホール６の内面や埋め込み樹脂７の端面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが３〜５０μｍ程度の銅めっき層を被着することにより形成される。

さらに、絶縁板１ａのスルーホール６の内部に充填された埋め込み樹脂７は、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂を銅めっき層が被着されたスルーホール６内にスクリーン印刷法等により充填し、これを熱硬化させた後、その上下端面を平坦に研磨することにより形成される。

絶縁板１ａの上下面に積層された絶縁層１ｂは、それぞれの厚みが２０〜６０μｍ程度であり、各絶縁層１ｂの上下面間にわたって直径３０〜１００μｍ程度の複数のビアホール８が形成されている。各絶縁層１ｂの表面およびビアホール８内には、銅めっきから成る配線導体２が被着形成されている。各絶縁層１ｂは、配線導体２を高密度に配線するための絶縁間隔を形成するためのものである。そして、絶縁層１ｂの上層側の配線導体２と下層側の配線導体２とを、ビアホール８内の配線導体２を介して電気的に接続することにより、高密度配線を立体的に形成可能としている。

この絶縁層１ｂは、厚みが２０〜６０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂フィルムを配線導体２が形成された絶縁板１ａの上下面に貼着し、これを熱硬化させるとともにレーザ加工によりビアホール８を穿孔し、さらにその上に、次の絶縁層１ｂを同様にして順次積層することによって形成される。なお、各絶縁層１ｂの表面およびビアホール８内に被着された配線導体２は、各絶縁層１ｂを形成する毎に各絶縁層１ｂの表面およびビアホール８内に５〜５０μｍ程度の厚みの銅めっきを、公知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法等のパターン形成法により所定パターンに被着させることによって形成される。

絶縁基板１の上下面間にわたって形成された配線導体２は、電子部品２０の各電極端子２１を外部電気回路基板の配線導体に接続するための導電路として機能し、絶縁基板１の上面にある配線導体２の一部が、電子部品２０の各電極端子２１に半田層５を介して電気的に接続される電子部品接続用の半田接続用パッド３ａに接続されている。また、絶縁基板１の下面に露出した配線導体２の一部が、外部電気回路基板の配線導体等に電気的に接続される外部接続用の半田接続用パッド３ｂに接続されている。

半田接続用パッド３ａ，３ｂは、配線導体２に接続された導体層から成る略円形のパターンであり、その外周部がソルダーレジスト層４により１５〜３５μｍ程度の幅で被覆されることにより、ソルダーレジスト層４から露出する直径が、パッド３ａであれば５０〜２００μｍ程度、パッド３ｂであれば０．５〜２．５ｍｍ程度になるように形成されている。

最表層の絶縁層１ｂ上には、半田接続用パッド３ａ，３ｂの中央部を露出させる開口部１０，１１を有するソルダーレジスト層４が被着されている。ソルダーレジスト層４は、例えば耐半田性を有する（半田の融点では変形やクラック等を生じない）アクリル変性エポキシ樹脂にシリカやタルク等の無機物粉末フィラーを３０〜７０重量％程度分散させた絶縁材料から成る。このように、パッド３ａ，３ｂの外周部をソルダーレジスト層４により被覆することによって、ソルダーレジスト層４の開口部１０，１１を位置決めのガイドとして機能させることができる。さらに、パッド３ａ同士やパッド３ｂ同士間の電気的な絶縁信頼性が高まるとともに、パッド３ａ，３ｂの絶縁基板１に対する被着強度を高くすることができる。

ソルダーレジスト層４は、その厚みが１０〜５０μｍ程度であり、感光性を有するソルダーレジスト層用の未硬化樹脂ペーストをロールコーター法やスクリーン印刷法を採用して最表層の絶縁層１ｂ上に塗布し、これを乾燥させた後、露光および現像処理を行なって開口部１０，１１を形成した後、これを熱硬化させることにより形成される。あるいは、ソルダーレジスト層用の未硬化の樹脂フィルムを最表層の絶縁層１ｂ上に貼着した後、これを熱硬化させた後、パッド３ａ，３ｂに対応する位置にレーザビームを照射し、硬化した樹脂フィルムを部分的に除去することによって開口部１０，１１を有するように形成される。

半田接続用パッド３ａ，３ｂ上には、それぞれ半田層５，９が形成されている。半田層５は、電子部品接続用の半田接続用パッド３ａと、電子部品２０の電極端子２１とを電気的および機械的に接続する接続材として機能する。また、半田層９は、外部接続用の半田接続用パッド３ｂと、外部接続用の半田ボールおよび外部電気回路基板の配線導体とを電気的および機械的に接続する接続材として機能する。半田層５，９は、例えば錫−鉛半田や、錫−銀半田、錫−銀−銅半田、錫−銀−銅−ビスマス半田、錫−銀−銅−インジウム半田、錫−銀−銅−アンチモン半田等の低融点半田から成るのが好ましい。

ここで、半田層５，９の形成方法について、半田層５を形成する場合を例に挙げ、図面を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態にかかる半田層の形成方法を示す要部拡大断面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、配線導体２を有する絶縁基板１の表面に形成された半田接続用パッド３ａ上に、図２（ｂ）に示すように、半田ペースト３０を塗布する。該半田ペースト３０は、半田粉末３０ａと非半田粉末３０ｂとを含有している。これにより、非半田粉末３０ｂが充填剤として機能するので、半田ペースト３０は粘度を維持しながらパッド３ａ上に溶着する半田量を少なくすることができる。その結果、所定のパッド３ａ上に半田ペースト３０を正確に塗布することができる。半田ペースト３０を塗布する方法としては、例えばスクリーン印刷法等が挙げられる。

非半田粉末３０ｂは、半田粉末３０ａよりも融点が高く且つ比重が小さい。これにより、図２（ｃ）に示すように、半田ペースト３０中の半田粉末３０ａを加熱溶融させて、半田接続用パッド３ａ上に溶融半田層５ａを形成させた際には、該溶融半田層５ａの表面に非半田粉末３０ｂを浮上させることができる。

半田粉末３０ａを加熱溶融させる温度としては、半田粉末３０ａの融点以上であり且つ非半田粉末３０ｂの融点未満であるのがよい。これにより、非半田粉末３０ｂを溶融半田層５ａの表面に浮上させることができる。

非半田粉末３０ｂは溶融した半田に対して非溶融性を有するのが好ましい。これにより、非半田粉末３０ｂを溶融半田層５ａの表面に浮上させやすくすることができる。これに対し、非半田粉末３０ｂが溶融した半田に対して溶融性を有すると、非半田粉末３０ｂが溶融半田層５ｃの表面に浮上しにくくなる。

上記のような非半田粉末３０ｂとしては、ガラス粉末および／またはセラミック粉末から成るのがよい。前記ガラス粉末としては、例えばソーダライムガラス粉末、ホウ珪酸ガラス粉末、クリスタルガラス粉末等が挙げられ、これらは１種または２種以上を混合して用いてもよい。また、前記セラミック粉末としては、例えば窒化アルミニウム粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化珪素粉末等が挙げられ、これらは１種または２種以上を混合して用いてもよい。さらに、前記したこれらのガラス粉末およびセラミック粉末は、それぞれ１種または２種以上を混合して用いてもよい。

半田粉末３０ａおよび非半田粉末３０ｂは、非半田粉末３０ｂを溶融半田層５ａの表面に浮上させやすくする上で、球状粉末であるのが好ましい。具体的には、半田粉末３０ａの平均粒径は５〜５０μｍであり、非半田粉末３０ｂの平均粒径は１〜５０μｍであるのがよい。半田粉末３０ａ，非半田粉末３０ｂの各平均粒径がこの範囲内であると、非半田粉末３０ｂを溶融半田層５ａの表面に浮上させやすくすることができる。前記平均粒径は、半田粉末３０ａ，非半田粉末３０ｂを、それぞれ粒度分布測定装置で測定して得られる値である。

また、半田粉末３０ａと非半田粉末３０ｂとの配合比率（半田粉末３０ａ：非半田粉末３０ｂ）は９０重量％：１０重量％〜１０重量％：９０重量％であるのがよい。これに対し、半田粉末３０ａが９０重量％より多いと、パッド３ａ上に溶着する半田量が多くなるので、半田層５を形成しにくくなり、半田粉末３０ａが１０重量％より少ないと、パッド３ａ上に溶着する半田量が少なくなるので、半田層５を形成しにくくなる。また、非半田粉末３０ｂが９０重量％より多いと、非半田粉末３０ｂを溶融半田層５ａの表面に浮上させにくくなり、非半田粉末３０ｂが１０重量％より少ないと、パッド３ａ上に溶着する半田量が多くなるので、半田層５を形成しにくくなる。

また、非半田粉末３０ｂを溶融半田層５ａの表面に浮上させやすくする上で、非半田粉末３０ｂの融点が半田粉末３０ａの融点よりも１０℃以上高いのが好ましい。これに対し、前記融点が半田粉末３０ａの融点より１０℃高い温度より低いと、該融点と半田粉末３０ａを加熱溶融させる温度との差が小さく、その結果、非半田粉末３０ｂを浮上させにくくなる。

また、非半田粉末３０ｂを溶融半田層５ａの表面に浮上させやすくする上で、半田粉末３０ａの比重は７〜９であり、非半田粉末３０ｂの比重は１〜５であるのが好ましく、この範囲内で非半田粉末３０ｂの比重が半田粉末３０ａの比重よりも小さいのがよい。

半田接続用パッド３ａ上に塗布される半田ペースト３０の粘度は１００〜３００Ｐａ・ｓであるのが好ましい。これにより、半田接続用パッド３ａ上に半田ペースト３０をより正確に塗布することができる。これに対し、前記粘度が１００Ｐａ・ｓより小さいと、塗布した半田ペースト３０が滲んで拡がりやすく、正確に塗布することが困難となる。また、前記粘度が３００Ｐａ・ｓより大きいと、塗布した半田ペーストに擦れや欠け等が発生し易く、正確に塗布することが困難となる。前記粘度は、２５℃における粘度であり、回転式粘度計により測定して得られる値である。

なお、半田ペースト３０は、本発明の実施を妨げない範囲内で、通常半田ペーストに含有されている他の成分を含有していてもよい。具体的には、例えばＲＡタイプやＲＭＡタイプのフラックス、エーテル系やアルコール系、水系の溶剤等を含有していてもよい。

ついで、浮上させた非半田粉末３０ｂは、溶融半田層５ａを冷却固化させた後、図２（ｄ）に示すように、固化した半田層５の表面から除去する。これにより、所望の半田層５をパッド３ａ上に形成することができる。非半田粉末３０ｂを除去する方法としては、特に限定されるものではなく、例えばエーテル系洗浄材、アルコール系洗浄剤、水系洗浄剤、代替フロン系洗浄剤等の洗浄剤にて洗浄して除去すればよい。なお、洗浄剤を配線基板１５に対して高圧で噴射して洗浄する高圧洗浄や配線基板１５を超音波が印加された洗浄剤中に浸漬して洗浄する超音波洗浄を用いれば、非半田粉末３０ｂをより効果的に除去することができる。

上記のようにして形成された半田層５は、半田接続用パッド３ａの周囲を覆うソルダーレジスト層４より薄く形成されているのが好ましい。これにより、ソルダーレジスト層４の開口部１０を位置決めのガイドとして機能させることができる。具体的には、開口部１０が該開口部１０内の半田層５の表面を底面とする凹部となり、電子部品２０の電極端子２１等を該凹部内の半田層５の表面に案内するためのガイドとして機能するので、位置決めが容易となる。

なお、上記で説明した実施形態では、半田層５を形成する場合を例に挙げて説明したが、半田層９においても、上記と同様にして半田接続用パッド３ｂ上に形成すればよい。

上記のようにして得られた配線基板１５へ電子部品２０を実装するには、まず、電子部品２０の各電極端子２１を対応する半田層５に当接させて、配線基板１５上に電子部品２０を載置する。この際、半田層５は所定の半田接続用パッド３ａ上に形成されているので、各半田層５と各電極端子２１とが確実に当接する。ついで、電気炉などの加熱装置で加熱して半田層５を溶融させた後、冷却固化することにより、電極端子２１とパッド３ａとが半田層５を介して確実に接続され、電子部品２０が配線基板１５へ実装される。

次に、電子部品２０を搭載した配線基板１５が外部電気回路基板上に実装される。具体的には、まず、半田層９上に外部接続用の半田ボールを当接して載置する。この際、上記半田層５と同様に、半田層９も所定の半田接続用パッド３ｂ上に形成されているので、半田層９と半田ボールとが確実に当接する。ついで、半田ボールが当接した半田層９を加熱溶融すると、半田ボールと半田接続用パッド３ｂとが半田層９を介して確実に接続される。そして、該半田ボールと外部電気回路基板の配線導体とを当接させるとともに、半田ボールを加熱溶融すると、半田ボールと外部電気回路の配線導体とが半田ボールを介して接続され、電子部品２０を搭載した配線基板１５が外部電気回路基板上に実装される。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜半田ペーストの調製＞
まず、半田ペーストを調製した。具体的には、表１に示す半田粉末および非半田粉末を用いた。

そして、上記の半田粉末および非半田粉末を、半田粉末：非半田粉末＝７０重量％：３０重量％の割合で混練して、半田ペーストを調製した。得られた半田ペーストの粘度は２００Ｐａ・ｓであった。また、この半田ペーストには、フラックスを半田粉末および非半田粉末の総量に対して１３重量％の割合で含有させた。

＜配線基板の製造＞
まず、配線導体を有する絶縁基板の表面を厚さ２０μｍのソルダーレジスト層で被覆し、このソルダーレジスト層に形成した開口部（直径：５００μｍ）から半田接続用パッドが露出した半田層未形成の配線基板を作製した。なお、この配線基板には、６００個の半田接続用パッドが１０００μｍの配列間隔（パッド中心間の間隔）で形成されている。

ついで、上記の半田接続用パッド上に上記で調製した半田ペーストを用いて、半田層を形成した。具体的には、前記パッド上に半田ペーストをスクリーン印刷法により塗布した。ついで、半田ペースト中の半田粉末を２３０〜２４０℃で加熱溶融させて、前記パッド上に溶融半田層を形成するとともに、該溶融半田層の表面に非半田粉末を浮上させた。そして、前記溶融半田層を冷却固化させた後、固化した半田層の表面からグリコールエーテル系洗浄剤で洗浄して非半田粉末を除去して半田層を形成し、配線基板を得た。

上記の配線基板の製造工程において、半田ペーストの塗布性、および得られた配線基板の半田層について、以下の評価基準で評価した。その結果を表２に示す。
（半田ペーストの塗布性）
○：所定の半田接続用パッド上に正確に塗布することができた
×：塗布した半田ペーストが滲んで拡がり正確に塗布することができなかった
（半田層）
○：ソルダーレジスト層から突出せず、平坦である
×：ソルダーレジスト層から一部が突出、もしくは表面が均一にならず凹凸又は局部的な球状である

［比較例１］
非半田粉末を含有しない以外は、実施例１と同様にして半田ペーストを調製した。なお、フラックスの含有量は、半田粉末の総量に対して１３重量％の割合で含有させた。得られた半田ペーストの粘度は２００Ｐａ・ｓであった。

ついで、実施例１と同様にして半田層未形成の配線基板を作製し、この配線基板の半田接続用パッド上に、前記で得られた半田ペーストを用いて半田層を形成した。具体的には、前記パッド上に半田ペーストをスクリーン印刷法により塗布した。ついで、半田ペースト中の半田粉末を２３０〜２４０℃で加熱溶融させて、前記パッド上に溶融半田層を形成するとともに、該溶融半田層を冷却固化させて半田層を形成し、配線基板を得た。

上記の配線基板の製造工程において、半田ペーストの塗布性、および得られた配線基板の半田層について、実施例１と同様にして評価した。その結果を表２に示す。

表２から明らかなように、実施例１の製造方法では、半田ペーストの塗布性および形成された半田層が優れているのがわかる。これに対し、比較例１の製造方法、すなわち非半田粉末を含有していない半田ペーストを用いると、半田ペーストの塗布性は問題ないものの形成された半田層が劣る結果を示した。

本実施形態にかかる配線基板および該配線基板に接続される電子部品を説明するための概略説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本実施形態にかかる半田層の形成方法を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１：絶縁基板
１ａ：絶縁板
１ｂ：絶縁層
２：配線導体
３ａ：電子部品接続用の半田接続用パッド
３ｂ：外部接続用の半田接続用パッド
４：ソルダーレジスト層
５，９：半田層
５ａ：溶融半田層
６：スルーホール
７：埋め込み樹脂
８：ビアホール
１０，１１：開口部
１５：配線基板
２０：電子部品
２１：電極端子
３０：半田ペースト
３０ａ：半田粉末
３０ｂ：非半田粉末

Claims (11)

1. 配線導体を有する絶縁基板の表面における半田接続用パッド上に半田層が形成された配線基板の製造方法であって、
   前記半田接続用パッド上に、半田粉末と、該半田粉末よりも融点が高く且つ比重が小さい非半田粉末とを含有する半田ペーストを塗布する工程と、
   前記半田ペースト中の半田粉末を加熱溶融させて前記半田接続用パッド上に溶融半田層を形成するとともに、該溶融半田層の表面に前記非半田粉末を浮上させる工程と、
   前記溶融半田層を冷却固化させた後、固化した半田層の表面から前記非半田粉末を除去する工程とを含む配線基板の製造方法。
2. 前記非半田粉末が、溶融した半田に対して非溶融性を有する請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. 前記非半田粉末がガラス粉末および／またはセラミック粉末から成る請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
4. 前記半田粉末および前記非半田粉末が球状粉末である請求項１〜３のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
5. 前記半田粉末の平均粒径が５〜５０μｍであり、前記非半田粉末の平均粒径が１〜５０μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
6. 前記半田粉末と前記非半田粉末との配合比率（半田粉末：非半田粉末）が９０重量％：１０重量％〜１０重量％：９０重量％である請求項１〜５のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
7. 前記非半田粉末の融点が前記半田粉末の融点よりも１０℃以上高い請求項１〜６のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
8. 前記半田接続用パッド上に塗布される前記半田ペーストの粘度が１００〜３００Ｐａ・ｓである請求項１〜７のいずれかに記載の配線基板の製造方法。
9. 前記半田接続用パッドの周囲をソルダーレジスト層で覆うとともに、前記半田層を前記ソルダーレジスト層より薄く形成する請求項１〜８記載の配線基板の製造方法。
10. 配線導体を有する絶縁基板の表面における半田接続用パッド上に半田層を形成するための半田ペーストであって、半田粉末と、該半田粉末よりも融点が高く且つ比重が小さい非半田粉末とを含有することを特徴とする半田ペースト。
11. 前記非半田粉末が溶融した半田に対して非溶融性を有する請求項１０記載の半田ペースト。
    
    

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