JP2010206193A - プリント配線板の製造方法及びプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 接続信頼性の高いパッドを備えるプリント配線板を提案する。
【解決手段】 パッド61が、導体回路58よりも厚みが2〜10μmの厚い。ICチップ90の端子92とパッド61とをワイヤーボンディングする際に、接続ワイヤー91がソルダーレジスト層70に接触し難い。したがって、電子部品とパッドとの接続信頼性を高めることができる。また、パッド61の厚みを厚くすることにより、パッド部の金属割合が増える。剛性の高い金属割合が増えることにより、熱応力の緩和が期待でき、基板の反りの抑制が可能になる。このため、反りに起因する接続信頼性の低下が生じ難い。
【選択図】 図4
【解決手段】 パッド61が、導体回路58よりも厚みが2〜10μmの厚い。ICチップ90の端子92とパッド61とをワイヤーボンディングする際に、接続ワイヤー91がソルダーレジスト層70に接触し難い。したがって、電子部品とパッドとの接続信頼性を高めることができる。また、パッド61の厚みを厚くすることにより、パッド部の金属割合が増える。剛性の高い金属割合が増えることにより、熱応力の緩和が期待でき、基板の反りの抑制が可能になる。このため、反りに起因する接続信頼性の低下が生じ難い。
【選択図】 図4
Description
本発明は、ICチップなどの電子部品を搭載するプリント配線板に関し、特に、ワイヤーボンディング接続を行うためのパッドを備えるプリント配線板に関するものである。
ICチップをプリント配線板に搭載する際に、ICチップの端子とプリント配線板のパッドとの間の電気接続を細金属線で行うワイヤーボンディングが用いられる場合がある。一般的に、プリント配線板の表面にはソルダーレジスト層が設けられ、パッドはソルダーレジスト層に設けられた開口により露出されている。
特許文献1には、ワイヤーボンディング用回路基板において、半導体チップを実装する位置に絶縁層を設け、半導体チップから回路基板上のボンディング電極に電気的に接続する配線パターンを、絶縁層を設けた半導体チップ実装位置の内側に引き廻すように形成することで、高密度配線や高密度実装を可能としたワイヤーボンディング用回路基板について開示されている。
しかしながら、半導体チップ実装位置よりも外側は、絶縁層が形成されていないため、半導体チップの作動による発熱や熱サイクル試験等において、回路基板の伸縮や応力により反りが生じ、反りに起因してパッドとワイヤーとの接続信頼性の低下、半導体素子との接続不良が生じ得る。
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、接続信頼性の高いパッドを備えるプリント配線板を提案することにある。
上記目的を達成するため、本願発明のプリント配線板の製造方法は、
第1面と該第1面とは反対側の第2面を有する絶縁板を準備することと、前記絶縁板の第1面に金属膜を形成することと、前記金属膜上に、めっきレジストを形成することと、前記めっきレジストから露出する金属膜上にめっき膜を形成することと、前記めっき膜の一部をエッチングレジストで覆うことと、前記エッチングレジストから露出している前記めっき膜をエッチングにより薄くすることと、前記エッチングレジストを除去することと、前記めっきレジストを除去することと、前記めっきレジストを除去することにより露出する前記金属膜を除去することで電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドよりも厚みが薄い導体回路とからなる配線を形成することと、前記絶縁板の第1面と前記配線上にソルダーレジスト層を形成することと、前記パッドと前記パッドに繋がっている導体回路の一部を露出する開口を前記ソルダーレジスト層に形成することと、前記開口により露出している前記パッド及び導体回路の一部に金属被膜を形成すること、とからなる。
上記目的を達成するため、本願発明のプリント配線板の製造方法は、
第1面と該第1面とは反対側の第2面を有する絶縁板を準備することと、前記絶縁板の第1面に金属膜を形成することと、前記金属膜の一部を第1のめっきレジストで覆うことと、前記第1のめっきレジストから露出する前記金属膜上に第1のめっき膜を形成することと、前記第1のめっき膜の一部を第2のめっきレジストで覆うことと、前記第2のめっきレジストから露出している前記第1のめっき膜上に第2のめっき膜を形成することと、前記第1及び第2のめっきレジストを除去することと、前記第1と第2のめっき膜から露出している前記金属膜を除去することで電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドよりも厚みが薄い導体回路とからなる配線を形成することと、前記絶縁板の第1面と前記配線上にソルダーレジスト層を形成することと、前記パッドと前記パッドに繋がっている導体回路の一部を露出する開口を前記ソルダーレジスト層に形成することと、前記パッドに金属被膜を形成すること、とからなる。
上記目的を達成するため、本願発明のプリント配線板は、
第1面と該第1面とは反対側の第2面とを有する絶縁板と、前記絶縁板の第1面に形成されていて、電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドと繋がっている導体回路とからなる配線と、前記パッドに形成されている金属被膜と、からなるプリント配線板において、前記パッドの厚みは前記導体回路の厚みより厚い。
第1面と該第1面とは反対側の第2面を有する絶縁板を準備することと、前記絶縁板の第1面に金属膜を形成することと、前記金属膜上に、めっきレジストを形成することと、前記めっきレジストから露出する金属膜上にめっき膜を形成することと、前記めっき膜の一部をエッチングレジストで覆うことと、前記エッチングレジストから露出している前記めっき膜をエッチングにより薄くすることと、前記エッチングレジストを除去することと、前記めっきレジストを除去することと、前記めっきレジストを除去することにより露出する前記金属膜を除去することで電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドよりも厚みが薄い導体回路とからなる配線を形成することと、前記絶縁板の第1面と前記配線上にソルダーレジスト層を形成することと、前記パッドと前記パッドに繋がっている導体回路の一部を露出する開口を前記ソルダーレジスト層に形成することと、前記開口により露出している前記パッド及び導体回路の一部に金属被膜を形成すること、とからなる。
上記目的を達成するため、本願発明のプリント配線板の製造方法は、
第1面と該第1面とは反対側の第2面を有する絶縁板を準備することと、前記絶縁板の第1面に金属膜を形成することと、前記金属膜の一部を第1のめっきレジストで覆うことと、前記第1のめっきレジストから露出する前記金属膜上に第1のめっき膜を形成することと、前記第1のめっき膜の一部を第2のめっきレジストで覆うことと、前記第2のめっきレジストから露出している前記第1のめっき膜上に第2のめっき膜を形成することと、前記第1及び第2のめっきレジストを除去することと、前記第1と第2のめっき膜から露出している前記金属膜を除去することで電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドよりも厚みが薄い導体回路とからなる配線を形成することと、前記絶縁板の第1面と前記配線上にソルダーレジスト層を形成することと、前記パッドと前記パッドに繋がっている導体回路の一部を露出する開口を前記ソルダーレジスト層に形成することと、前記パッドに金属被膜を形成すること、とからなる。
上記目的を達成するため、本願発明のプリント配線板は、
第1面と該第1面とは反対側の第2面とを有する絶縁板と、前記絶縁板の第1面に形成されていて、電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドと繋がっている導体回路とからなる配線と、前記パッドに形成されている金属被膜と、からなるプリント配線板において、前記パッドの厚みは前記導体回路の厚みより厚い。
本願発明のプリント配線板では、パッドが導体回路よりも厚みが厚い。このため、ICチップ等の電子部品の端子とパッドとをワイヤーボンディングする際に、接続ワイヤーが絶縁層に接触し難い。したがって、電子部品とパッドとの接続信頼性を高めることができる。また、絶縁層の厚みを均一にするため、プリント配線板に反りが起き難い。更に、パッドの厚みを厚くすることにより、パッド部の金属割合が増える。剛性の高い金属割合が増えることにより、熱応力の緩和が期待でき、基板の反りの抑制が可能になる。このため、反りに起因するパッドと接続ワイヤーとの接続信頼性の低下、半導体素子との接続不良が生じ難い。また更に、パッドの厚みが厚いため、パッドICチップの端子間の距離が短くなり、接続ワイヤーの長さが短くなり、接続ワイヤー自体の電気抵抗を小さくできる。
[実施形態]
[第1実施形態]
図1(A)〜図1(C)を参照して、本発明のプリント配線板の構成について説明する。
図1(A)は、多層プリント配線板10の断面図を示している。多層プリント配線板10では、コア基板30の表面に導体回路34が形成されている。コア基板30の表面と裏面とはスルーホール36を介して接続されている。スルーホール36は、スルーホールランドを構成する蓋めっき層36a、36dと、側壁導体層36bとから成り、側壁導体層36bの内部には樹脂充填剤37が充填されている。蓋めっき層(スルーホールランド)36a、36dの上にフィルドビア60及び導体回路58の形成された樹脂絶縁層50と、フィルドビア160及び導体回路158の形成された樹脂絶縁層150とが配設されている。上面側の導体回路158の所定位置にはパッド161が形成されている。樹脂絶縁層150の上層にはソルダーレジスト層70が形成されており、上面側の該ソルダーレジスト層70の開口部71を介して導体回路158の一部とパッド161が露出され、下面側の開口部71にバンプ78が形成されている。
[第1実施形態]
図1(A)〜図1(C)を参照して、本発明のプリント配線板の構成について説明する。
図1(A)は、多層プリント配線板10の断面図を示している。多層プリント配線板10では、コア基板30の表面に導体回路34が形成されている。コア基板30の表面と裏面とはスルーホール36を介して接続されている。スルーホール36は、スルーホールランドを構成する蓋めっき層36a、36dと、側壁導体層36bとから成り、側壁導体層36bの内部には樹脂充填剤37が充填されている。蓋めっき層(スルーホールランド)36a、36dの上にフィルドビア60及び導体回路58の形成された樹脂絶縁層50と、フィルドビア160及び導体回路158の形成された樹脂絶縁層150とが配設されている。上面側の導体回路158の所定位置にはパッド161が形成されている。樹脂絶縁層150の上層にはソルダーレジスト層70が形成されており、上面側の該ソルダーレジスト層70の開口部71を介して導体回路158の一部とパッド161が露出され、下面側の開口部71にバンプ78が形成されている。
図1(B)は、多層プリント配線板10の一部を拡大して示した上面図を示し、図1(C)は、図1(B)に示したA−A’断面を示している。パッド161の厚みは、導体回路158よりも厚く形成されており、2〜10μm程度厚く形成されることが好ましい。パッド161は、該多層プリント配線板と半導体チップなどの電子部品の端子とをワイヤーボンディングするために用いられ、必要に応じてパッド表面にAu等の金属膜74を被覆する。
引き続き、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板10の製造方法について図2〜図4を参照して説明する。
(1)樹脂から成る絶縁層50の中央部に開口50Aを形成する(図2(A))。ここで、絶縁層50は、図中で左側の部位のみを示す。絶縁層50上に、銅等の金属膜52を形成する(図2(B))。金属膜は、無電解銅めっきで形成できる。ここで、めっき膜を形成する代わりに、金属箔を貼り付けることもできる。
(1)樹脂から成る絶縁層50の中央部に開口50Aを形成する(図2(A))。ここで、絶縁層50は、図中で左側の部位のみを示す。絶縁層50上に、銅等の金属膜52を形成する(図2(B))。金属膜は、無電解銅めっきで形成できる。ここで、めっき膜を形成する代わりに、金属箔を貼り付けることもできる。
(2)金属膜52上に、パッド及び導体回路を形成するための第1のめっきレジスト54aを形成し(図2(C))、電解めっき液に浸漬し、金属膜52を介して通電し、めっきレジスト非形成部に第1の電解銅めっき膜56aを形成する(図2(D))。
(3)導体回路となる第1の電解銅めっき膜56a上にパッドを形成するための第2のめっきレジスト55を形成し(図3(A))、電解めっき液に浸漬し、第2のめっきレジスト55の非形成部の第1の電解銅めっき膜56a上に2〜10μmの厚みの第2の電解銅めっき膜59を形成する(図3(B))。
(4)第1のめっきレジスト54a及び第2のめっきレジスト55を剥離し、第1の電解銅めっき膜56aから成る導体回路58と、第1の電解銅めっき膜56a及び第1の電解銅めっき膜56a上に形成された第2の電解銅めっき膜59から成るパッド61とを形成する(図3(C))。そして、第1のめっきレジスト54a下の金属膜52をエッチングにより除去する(図3(D))。これにより、厚みh1:15μmの導体回路58と、厚みh2:18〜25μmのパッド61を形成する。
(5)絶縁層50上に、パッド61を露出する開口部71を設け、厚みh3:25〜35μmのソルダーレジスト層70を形成する(図4(A))。なお、開口部71は、パッドのみを露出してもよく、パッドの周辺部を開口させてもよい。
(6)開口部71から露出するパッド61に、ニッケル‐金からなる金属被膜72を形成する(図4(B))。これにより、プリント配線板10が完成する。なお、ニッケル‐金からなる金属被膜72は、図3(B)で示した電気銅めっき膜59を形成した後に形成することも可能である。その場合、金属被膜は、パッドの上面にのみ形成されることになる。
引き続き、プリント配線板10へのICチップの搭載について説明する。
プリント配線板10の開口50A下部にICチップ90を接着剤93を介して取り付ける(図4(C))。ICチップ90のパッド92と、プリント配線板10のパッド61との間に接続ワイヤー91をボンディングし、プリント配線板10とICチップ90との接続を取る(図4(D))。ICチップ90とプリント配線板10の接続ワイヤー61とを封止するようにアンダーフィル材UFを充填する(図4(D))。別例として、ニッケル‐金からなる金属被膜72は、図3(B)で示した電気銅めっき膜59を形成した後に形成することも可能である。その場合、金属被膜は、パッドの上面にのみ形成されることになる。(図4(F))
なお、パッド61の厚みは、ソルダーレジスト層70よりも低くすることが好ましい。ソルダーレジスト層70よりも厚いパッド61を形成することも可能であるが、電子部品の実装位置が高くなるため、軽薄化という点では、ソルダーレジスト層よりも低くする方が良い。なお、金属被膜72は、ニッケル、金以外に、パラジウム、白金、銀、鉛、亜鉛、錫から選ばれる金属を用いることができる。
プリント配線板10の開口50A下部にICチップ90を接着剤93を介して取り付ける(図4(C))。ICチップ90のパッド92と、プリント配線板10のパッド61との間に接続ワイヤー91をボンディングし、プリント配線板10とICチップ90との接続を取る(図4(D))。ICチップ90とプリント配線板10の接続ワイヤー61とを封止するようにアンダーフィル材UFを充填する(図4(D))。別例として、ニッケル‐金からなる金属被膜72は、図3(B)で示した電気銅めっき膜59を形成した後に形成することも可能である。その場合、金属被膜は、パッドの上面にのみ形成されることになる。(図4(F))
なお、パッド61の厚みは、ソルダーレジスト層70よりも低くすることが好ましい。ソルダーレジスト層70よりも厚いパッド61を形成することも可能であるが、電子部品の実装位置が高くなるため、軽薄化という点では、ソルダーレジスト層よりも低くする方が良い。なお、金属被膜72は、ニッケル、金以外に、パラジウム、白金、銀、鉛、亜鉛、錫から選ばれる金属を用いることができる。
第1実施形態の製造方法に係るプリント配線板では、パッド61が、第1の電解銅めっき膜56aと2〜10μmの第2の電解銅めっき膜59とから成り、第1の電解銅めっき膜56aから成る導体回路58よりも厚みが2〜10μmの厚い。ICチップ90の端子92とパッド61とをワイヤーボンディングする際に、接続ワイヤー91がソルダーレジスト層70に接触し難い。したがって、電子部品とパッドとの接続信頼性を高めることができる。また、ソルダーレジスト層70の厚みを均一にするため、プリント配線板に反りが起き難い。更に、パッド61の厚みを厚くすることにより、パッド部の金属割合が増える。剛性の高い金属割合が増えることにより、熱応力の緩和が期待でき、基板の反りの抑制が可能になる。このため、反りに起因するパッドと接続ワイヤーとの接続信頼性の低下、ICチップとの接続不良が生じ難い。また更に、パッド61の厚みが厚いため、パッド61−ICチップ90の端子92間の距離が短くなり、接続ワイヤー61の長さが短くなり、接続ワイヤー自体の電気抵抗を小さくできる。
また、第1のめっき膜上に第2のめっき膜を形成して厚みを高めるので、エッチングレジストを被覆してエッチングを行い導体配線の厚みを薄くする製造方法と比較して、パッド及び導体配線にサイドエッチングが発生せず、パッド及び導体配線の信頼性を低下させることが無い。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板10の製造方法について図5〜図7を参照して説明する。
(1)樹脂から成る絶縁層50の中央部に開口50Aを形成する(図5(A))。ここで、絶縁層50は、図中で左側の部位のみを示す。樹脂から成る絶縁層50上に、銅等の金属膜52を形成する(図5(B))。金属膜は、無電解銅めっきで形成できる。ここで、めっき膜を形成する代わりに、金属箔を貼り付けることもできる。
本発明の第2実施形態に係るプリント配線板10の製造方法について図5〜図7を参照して説明する。
(1)樹脂から成る絶縁層50の中央部に開口50Aを形成する(図5(A))。ここで、絶縁層50は、図中で左側の部位のみを示す。樹脂から成る絶縁層50上に、銅等の金属膜52を形成する(図5(B))。金属膜は、無電解銅めっきで形成できる。ここで、めっき膜を形成する代わりに、金属箔を貼り付けることもできる。
(2)金属膜52上に、パッド及び導体回路を形成するためのめっきレジスト54bを形成し(図5(C))、電解めっき液に浸漬し、金属膜52を介して通電し、めっきレジスト非形成部に厚み18〜25μmの電解銅めっき膜56bを形成する(図5(D))。
(3)パッドとなる電解銅めっき膜56b上にパッドを形成するためのエッチングレジスト57を形成し(図6(A))、エッチング液に浸漬し、エッチングレジスト57の非形成部である導体回路となる電解銅めっき膜56の表面を厚み2〜10μmエッチングする(図6(B))。
(4)めっきレジスト54b及びエッチングレジスト57を剥離し、厚み2〜10μmエッチングされた電解銅めっき膜56bから成る導体回路58と、エッチングされない電解銅めっき膜56bから成るパッド61とを形成する(図6(C))。そして、めっきレジスト54b下の金属膜52をエッチングにより除去する(図6(D))。これにより、厚みh1:15μmの導体回路58と、厚みh2:18〜25μmのパッド61を形成する。
(5)絶縁層50上に、パッド61を露出する開口部71を設け、厚みh3:25〜35μmのソルダーレジスト層70を形成する(図7(A))。
(6)開口71から露出するパッド61に、ニッケル‐金からなる金属膜72を形成する(図7(B))。これにより、プリント配線板10が完成する。
引き続き、プリント配線板10へのICチップの搭載について説明する。
プリント配線板10の開口50A下部にICチップ90を接着剤93を介して取り付ける(図7(C))。ICチップ90のパッド92と、プリント配線板10のパッド61との間に接続ワイヤー91をボンディングし、プリント配線板10とICチップ90との接続を取る(図7(D))。ICチップ90とプリント配線板10の接続ワイヤー61とを封止するようにアンダーフィル材UFを充填する(図7(D))。
プリント配線板10の開口50A下部にICチップ90を接着剤93を介して取り付ける(図7(C))。ICチップ90のパッド92と、プリント配線板10のパッド61との間に接続ワイヤー91をボンディングし、プリント配線板10とICチップ90との接続を取る(図7(D))。ICチップ90とプリント配線板10の接続ワイヤー61とを封止するようにアンダーフィル材UFを充填する(図7(D))。
第2実施形態の製造方法に係るプリント配線板10では、パッド61が、2〜10μm程度エッチングが施される導体回路58よりも厚みが厚い。ICチップ90の端子92とパッド61とをワイヤーボンディングする際に、接続ワイヤー91がソルダーレジスト層70に接触し難い。したがって、電子部品とパッドとの接続信頼性を高めることができる。また、ソルダーレジスト層70の厚みを均一にするため、プリント配線板に反りが起き難い。更に、パッド61の厚みを厚くすることにより、パッド部の金属割合が増える。剛性の高い金属割合が増えることにより、熱応力の緩和が期待でき、基板の反りの抑制が可能になる。このため、反りに起因するパッドと接続ワイヤーとの接続信頼性の低下、ICチップとの接続不良が生じ難い。また更に、パッド61の厚みが厚いため、パッド61−ICチップ90の端子92間の距離が短くなり、接続ワイヤー61の長さが短くなり、接続ワイヤー自体の電気抵抗を小さくできる。
また、エッチングの際に、パッド61の側面、及び、導体回路58の側面にはめっきレジスト54aが残っているので、パッド61及び導体回路58にサイドエッチングが発生しない。このため、サイドエッチングが発生する、エッチングレジストを被覆してエッチングを行い配線の厚みを薄くする製造方法と比較して、パッド及び回路の信頼性を低下させることが無い。
上記第1実施形態及び第2実施形態において説明したプリント配線板に係るパッドは、配線幅とパッド幅が等しいものに限るものではなく、図10(A)に示すように、矩形形状の複数のパッド61を、ソルダーレジスト層70に設けた開口71により露出させることもできる。また、図10(B)のように、略円形形状のパッド61を設けてもよく、図10(C)のように、パッドのみを格子状に形成し、凸部のソルダーレジストから露出させてもよい。
さらに、第1実施形態の変更例として、次のような方法も可能である。図8(A)は、プリント配線板10上に第2のめっきレジスト55が形成された上面図であり、図8(B)と図8(C)は、それぞれ、図8(A)で示したH1−H1’とW1−W1’の断面図である。第2のめっきレジスト55が、第1の電解銅めっき膜の幅よりも狭く形成されている。この場合、その後に形成されるパッド61は、図8(D)に示すように、導体回路58よりも縦方向、横方向ともに狭く形成されることになる。
また、第2実施形態の変更例として、次のような方法も可能である。
図9(A)は、第1の電解銅めっき膜上にエッチングレジスト57が形成された上面図であり、図9(B)と図9(C)は、それぞれ、図9(A)で示したH2−H2’とW2−W2’の断面図である。エッチングレジスト57が、第1の電解銅めっき膜の幅よりも狭く形成されている。この場合、その後に形成されるパッド61は、図9(D)に示すように、導体回路58よりも縦方向、横方向ともに狭く形成されることになる。
図9(A)は、第1の電解銅めっき膜上にエッチングレジスト57が形成された上面図であり、図9(B)と図9(C)は、それぞれ、図9(A)で示したH2−H2’とW2−W2’の断面図である。エッチングレジスト57が、第1の電解銅めっき膜の幅よりも狭く形成されている。この場合、その後に形成されるパッド61は、図9(D)に示すように、導体回路58よりも縦方向、横方向ともに狭く形成されることになる。
[実施例]
[第1実施例]
先ず、本発明の第1実施例に係るビルドアップ多層プリント配線板10の構成について、図11〜図19を参照して説明する。図18は、該多層プリント配線板10の断面図を、図19は、図18に示す多層プリント配線板10にICチップ90を取り付け、ドータボード94へ載置した状態を示している。図18に示すように、多層プリント配線板10では、コア基板30の表面に導体回路34が形成されている。コア基板30の表面と裏面とはスルーホール36を介して接続されている。スルーホール36は、スルーホールランドを構成する蓋めっき層36a、36dと、側壁導体層36bとから成り、側壁導体層36bの内部には樹脂充填剤37が充填されている。蓋めっき層(スルーホールランド)36a、36dの上にフィルドビア60及び導体回路58の形成された樹脂絶縁層50と、フィルドビア160及び導体回路158の形成された樹脂絶縁層150とが配設されている。上面側の導体回路158の所定位置にはパッド161が形成されている。樹脂絶縁層150の上層にはソルダーレジスト層70が形成されており、上面側の該ソルダーレジスト層70の開口部71を介してパッド161が露出され、下面側の開口部71にバンプ78が形成されている。
[第1実施例]
先ず、本発明の第1実施例に係るビルドアップ多層プリント配線板10の構成について、図11〜図19を参照して説明する。図18は、該多層プリント配線板10の断面図を、図19は、図18に示す多層プリント配線板10にICチップ90を取り付け、ドータボード94へ載置した状態を示している。図18に示すように、多層プリント配線板10では、コア基板30の表面に導体回路34が形成されている。コア基板30の表面と裏面とはスルーホール36を介して接続されている。スルーホール36は、スルーホールランドを構成する蓋めっき層36a、36dと、側壁導体層36bとから成り、側壁導体層36bの内部には樹脂充填剤37が充填されている。蓋めっき層(スルーホールランド)36a、36dの上にフィルドビア60及び導体回路58の形成された樹脂絶縁層50と、フィルドビア160及び導体回路158の形成された樹脂絶縁層150とが配設されている。上面側の導体回路158の所定位置にはパッド161が形成されている。樹脂絶縁層150の上層にはソルダーレジスト層70が形成されており、上面側の該ソルダーレジスト層70の開口部71を介してパッド161が露出され、下面側の開口部71にバンプ78が形成されている。
図19中に示すように、多層プリント配線板10の上面側のパッド161は、ICチップ90のバンプ92へ接続ワイヤー91を介して接続される。一方、下側のハンダバンプ78は、ドータボード94のランド96へ接続されている。ICチップ90の周囲にはアンダーフィル材UFが充填され、樹脂封止がなされている。
引き続き、図19を参照して上述した多層プリント配線板10の製造方法について図11〜図18を参照して説明する。
(1)厚さ0.2〜0.8mm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)樹脂からなる絶縁性基板30の両面に5〜250μmの銅箔32がラミネートされている銅張積層板30Aを出発材料とした(図11(A))。まず、この銅張積層板をドリル削孔して通孔16を穿設し(図11(B))、無電解めっき処理および電解めっき処理(後述するめっき液と条件(工程(13)、(15))参照)を施し、スルーホール36の側壁導体層36bを形成した(図11(C))。通孔16の開口径は、ドリルの選択により0.1〜0.25mmΦで形成し、そのピッチは0.15〜0.575mmとした。
(1)厚さ0.2〜0.8mm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)樹脂からなる絶縁性基板30の両面に5〜250μmの銅箔32がラミネートされている銅張積層板30Aを出発材料とした(図11(A))。まず、この銅張積層板をドリル削孔して通孔16を穿設し(図11(B))、無電解めっき処理および電解めっき処理(後述するめっき液と条件(工程(13)、(15))参照)を施し、スルーホール36の側壁導体層36bを形成した(図11(C))。通孔16の開口径は、ドリルの選択により0.1〜0.25mmΦで形成し、そのピッチは0.15〜0.575mmとした。
(2)スルーホール36を形成した基板30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、スルーホール36の側壁導体層36b及び表面に粗化面36αを形成する(図11(D))。
(3)次に、平均粒径10μmの銅粒子を含む充填剤37(タツタ電線製の非導電性穴埋め銅ペースト、商品名:DDペースト)を、スルーホール36へスクリーン印刷によって充填し、乾燥、硬化させる(図12(A))。これは、スルーホール部分に開口を設けたマスクを載置した基板上に、印刷法にて塗布することによりスルーホールに充填させ、充填後、乾燥、硬化させる。
引き続き、そして、スルーホール36からはみ出した充填剤37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除去し、さらにこの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い、基板30の表面を平坦化する(図12(B)参照)。このようにして、スルーホール36の側壁導体層36bと樹脂充填剤37とが粗化層36αを介して強固に密着した基板30を得る。
(4)前記(3)で平坦化した基板30表面に、パラジウム触媒(アトテック製)を付与し、無電解銅めっきを施すことにより、厚さ0.6μmの無電解銅めっき膜23を形成する(図12(C)参照)。
(5)ついで、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ15μmの電解銅めっき膜24を形成し、導体回路34となる部分の厚付け、およびスルーホール36に充填された充填剤37を覆う蓋めっき層(スルーホールランド)となる部分を形成する(図12(D))。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 180 g/l
硫酸銅 80 g/l
添加剤(アトテックジャパン製、商品名:カパラシドGL)
1 ml/l
〔電解めっき条件〕
電流密度 1A/dm2
時間 30分
温度 室温
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 180 g/l
硫酸銅 80 g/l
添加剤(アトテックジャパン製、商品名:カパラシドGL)
1 ml/l
〔電解めっき条件〕
電流密度 1A/dm2
時間 30分
温度 室温
(6)導体回路および蓋めっき層となる部分を形成した基板30の両面に、市販の感光性ドライフィルムを張り付け、パターンを有するマスクを載置して、100mJ/cm2で露光、0.8%炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μmのエッチングレジスト25を形成する(図12(E)参照)。
(7)そして、エッチングレジスト25を形成してない部分のめっき膜23,24と銅箔32を、塩化第2銅を主成分とするエッチング液にて溶解除去し、さらに、エッチングレジスト25を5%KOHで剥離除去して、独立した導体回路34、および、充填剤37を覆う蓋めっき層36a、36dを形成する(図13(A)参照)。所謂テンティング法である。
(8)次に、導体回路34および充填剤27を覆う蓋めっき層36a、36dの表面にメック社製のマイクロエッチング剤(CZシリーズ)を使用して粗化層(凹凸層)34βを形成した(図13(B))。
(9)基板の両面に、基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム(味の素社製:商品名;ABF−45SH)50γを基板上に載置し、圧力0.45MPa、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樹脂絶縁層50を形成した(図13(C))。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度67Pa、圧力0.47MPa、温度85℃、圧着時間60秒の条件で本圧着し、その後、170℃で40分間熱硬化させた。
(10)次に、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3〜30μ秒、マスクの貫通孔の径1.0〜5.0mm、1〜3ショットの条件で樹脂絶縁層50にバイアホール用開口51を形成した(図13(D))。ここで、樹脂絶縁層50には、バイアホールの底の直径がφ60μmになるように、上記レーザ条件を調整した。この結果、蓋めっき層36a,36d上に形成されたバイアホールの底径はΦ60μmとなった。
(11)フィルドビア用開口51を形成した基板を、60g/lの過マンガン酸を含む80℃の溶液に10分間浸漬し、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、フィルドビア用開口51の内壁を含む樹脂絶縁層50の表面に粗化面50αを形成した(図14(A))。
(12)次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いした。
さらに、粗面化処理(粗化深さ3μm)した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、樹脂絶縁層の表面およびフィルドビア用開口の内壁面に触媒核を付着させた。すなわち、上記基板を塩化パラジウム(PbCl2 )と塩化第一スズ(SnCl2 )とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
さらに、粗面化処理(粗化深さ3μm)した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、樹脂絶縁層の表面およびフィルドビア用開口の内壁面に触媒核を付着させた。すなわち、上記基板を塩化パラジウム(PbCl2 )と塩化第一スズ(SnCl2 )とを含む触媒液中に浸漬し、パラジウム金属を析出させることにより触媒を付与した。
(13)次に、上村工業社製の無電解銅めっき水溶液(スルカップPEA)中に、触媒を付与した基板を浸漬して、粗面全体に厚さ0.3〜3.0μmの無電解銅めっき膜を形成し、バイアホール用開口51の内壁を含む樹脂絶縁層50の表面に無電解銅めっき膜52が形成された基板を得た(図14(B))。
〔無電解めっき条件〕
34度の液温度で45分
〔無電解めっき条件〕
34度の液温度で45分
(14)無電解銅めっき膜52が形成された基板に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスクを載置して、110mJ/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25μmのめっきレジスト54を設けた(図14(C))。
(15)ついで、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、以下の条件で電解めっきを施し電解めっき膜56を形成した(図15(A))。
〔電解めっき液〕
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤 19.5 ml/l
レベリング剤 50 mg/l
光沢剤 50 mg/l
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2
時間 70 分
温度 22±2 ℃
〔電解めっき液〕
硫酸 2.24 mol/l
硫酸銅 0.26 mol/l
添加剤 19.5 ml/l
レベリング剤 50 mg/l
光沢剤 50 mg/l
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2
時間 70 分
温度 22±2 ℃
(16)さらに、めっきレジスト54を5%KOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト下の無電解めっき膜を硫酸と過酸化水素との混合液でエッチング処理して溶解除去し、独立の導体回路58及びフィルドビア60とした(図15(B))。
(17)ついで、上記(4)と同様の処理を行い、導体回路58及びフィルドビア60の表面に粗化面58αを形成した。上層の導体回路58の厚みは15μmの厚みであった(図15(C))。ただし、上層の導体回路の厚みは、5〜25μmの間で形成してもよい。
(18)上記(9)〜(15)の工程を繰り返すことにより、さらに上層の樹脂絶縁層150上に、めっきレジスト154の非形成部に、無電解めっき膜152及び電解めっき膜156から成る導体回路158及びフィルドビア160を形成する(図15(D))。
(19)配線パターンとなる電解めっき膜156上にパッドを形成するための第2のめっきレジスト155を形成する(図16(A))。
(20)電解めっき液に浸漬し、第2のめっきレジスト155に非形成部の電解めっき膜156上に2〜10μmの厚みの電解銅めっき膜159を形成する(図16(B))。
(21)めっきレジスト154及び第2のめっきレジスト155を剥離し、電解めっき膜156から成る回路158に形成された銅めっき膜159から成るパッド161を形成する。そして、めっきレジスト154下の無電解めっき膜152をエッチングにより剥離した後、粗化層160αを形成する(図16(C))。
(22)次に、多層配線基板の両面に、市販のソルダーレジスト組成物70を25〜35μmの厚さで塗布し、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層70に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線で露光し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開口71を形成した(図17(A))。
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絶縁層を硬化させ、開口を有し、その厚さが20〜30μmのレジストパターン層を形成した。
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絶縁層を硬化させ、開口を有し、その厚さが20〜30μmのレジストパターン層を形成した。
(23)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71に厚さ0.5μmのニッケルめっき層72を形成した。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を形成した(図17(B))。ニッケル−金層以外にも、スズ、貴金属層(金、銀、パラジウム、白金など)の単層を形成してもよい。
(24)この後、下面側の絶縁層の開口にスズ−アンチモンを含有するはんだペーストを印刷した後、200℃でリフローすることによりはんだバンプ(はんだ体)を形成し、はんだバンプ78を有する多層プリント配線板を製造した(図18)。
引き続き、多層プリント配線板10へのICチップの搭載及びドータボードへの取り付けについて説明する。
プリント配線板10の上部にICチップ90を接着剤93を介して取り付ける。ICチップ90のパッド92と、プリント配線板10のパッド161との間に接続ワイヤー91をボンディングし、プリント配線板10とICチップ90との接続を取る。そして、ICチップ90とプリント配線板10の接続ワイヤー61とを封止するようにアンダーフィル材UFを充填する(図19)。
プリント配線板10の上部にICチップ90を接着剤93を介して取り付ける。ICチップ90のパッド92と、プリント配線板10のパッド161との間に接続ワイヤー91をボンディングし、プリント配線板10とICチップ90との接続を取る。そして、ICチップ90とプリント配線板10の接続ワイヤー61とを封止するようにアンダーフィル材UFを充填する(図19)。
10 プリント配線板、多層プリント配線板
30 基板
36 スルーホール
50 樹脂絶縁層
52 めっき膜
54 めっきレジスト
56 電解めっき膜
58 導体回路
60 フィルドビア
61 パッド
70 ソルダーレジスト層
71 開口
78 半田バンプ
152 無電解めっき膜
154 めっきレジスト
156 電解めっき膜
158 導体回路
160 フィルドビア
161 パッド
30 基板
36 スルーホール
50 樹脂絶縁層
52 めっき膜
54 めっきレジスト
56 電解めっき膜
58 導体回路
60 フィルドビア
61 パッド
70 ソルダーレジスト層
71 開口
78 半田バンプ
152 無電解めっき膜
154 めっきレジスト
156 電解めっき膜
158 導体回路
160 フィルドビア
161 パッド
Claims (20)
- 第1面と該第1面とは反対側の第2面を有する絶縁板を準備することと、
前記絶縁板の第1面に金属膜を形成することと、
前記金属膜上に、めっきレジストを形成することと、
前記めっきレジストから露出する金属膜上にめっき膜を形成することと、
前記めっき膜の一部をエッチングレジストで覆うことと、
前記エッチングレジストから露出している前記めっき膜をエッチングにより薄くすることと、
前記エッチングレジストを除去することと、
前記めっきレジストを除去することと、
前記めっきレジストを除去することにより露出する前記金属膜を除去することで電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドよりも厚みが薄い導体回路とからなる配線を形成することと、
前記絶縁板の第1面と前記配線上にソルダーレジスト層を形成することと、
前記パッドと前記パッドに繋がっている導体回路の一部を露出する開口を前記ソルダーレジスト層に形成することと、
前記開口により露出している前記パッド及び導体回路の一部に金属被膜を形成すること、
とからなるプリント配線板の製造方法。 - 請求項1に記載のプリント配線板の製造方法において、前記パッドは前記金属膜と前記金属膜上の前記めっき膜とからなる。
- 請求項2に記載のプリント配線板の製造方法において、前記パッドを構成している前記めっき膜は前記エッチングレジストを除去することで露出するめっき膜である。
- 請求項2に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体回路は前記金属膜と前記金属膜上の前記めっき膜とからなり、前記導体回路を構成しているめっき膜の厚みは前記パッドを構成しているめっき膜の厚みより薄い。
- 請求項1に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体回路は前記金属膜とからなる。
- 請求項4に記載のプリント配線板の製造方法において、前記導体回路を構成しているめっき膜の厚みは前記薄くすることにより薄い。
- 請求項1に記載のプリント配線板の製造方法において、前記パッドの厚みは、前記導体回路の厚みより2〜10um厚い。
- 請求項1に記載のプリント配線板の製造方法において、前記パッドの幅と前記導体回路の幅は略同一である。
- 請求項1に記載のプリント配線板の製造方法において、前記金属被膜は、Au,Ni,Pd,Pt,Pb,Ag,Sn,Znから選ばれる少なくとも1種からなる。
- 第1面と該第1面とは反対側の第2面を有する絶縁板を準備することと、
前記絶縁板の第1面に金属膜を形成することと、
前記金属膜の一部を第1のめっきレジストで覆うことと、
前記第1のめっきレジストから露出する前記金属膜上に第1のめっき膜を形成することと、
前記第1のめっき膜の一部を第2のめっきレジストで覆うことと、
前記第2のめっきレジストから露出している前記第1のめっき膜上に第2のめっき膜を形成することと、
前記第1及び第2のめっきレジストを除去することと、
前記第1と第2のめっき膜から露出している前記金属膜を除去することで電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドよりも厚みが薄い導体回路とからなる配線を形成することと、
前記絶縁板の第1面と前記配線上にソルダーレジスト層を形成することと、
前記パッドと前記パッドに繋がっている導体回路の一部を露出する開口を前記ソルダーレジスト層に形成することと、
前記パッドに金属被膜を形成すること、
とからなるプリント配線板の製造方法。 - 請求項10に記載のプリント配線板の製造方法において、前記パッドの厚みは、前記導体回路よりも2〜10um厚い。
- 請求項10に記載のプリント配線板の製造方法において、前記パッドの幅と前記導体回路の幅は略同一である。
- 請求項10に記載のプリント配線板の製造方法において、前記ソルダーレジスト層の開口により露出している前記パッド及び導体回路の一部に金属被膜を形成する。
- 請求項10に記載のプリント配線板の製造方法において、前記金属被膜は、Au,Ni,Pd,Pt,Pb,Ag,Sn,Znから選ばれる少なくとも1種からなる。
- 第1面と該第1面とは反対側の第2面とを有する絶縁板と、
前記絶縁板の第1面に形成されていて、電子部品の電極とワイヤーボンディング接続するためのパッドと該パッドと繋がっている導体回路とからなる配線と、
前記パッドに形成されている金属被膜と、からなるプリント配線板において、
前記パッドの厚みは前記導体回路の厚みより厚い。 - 請求項15に記載のプリント配線板において、前記パッドの幅は、前記導体回路の幅は略同一である。
- 請求項15に記載のプリント配線板において、前記パッドの厚みは、前記導体回路の厚みより2〜10μm厚い。
- 請求項15に記載のプリント配線板において、さらに、前記絶縁板の第1面と前記配線上に形成されている絶縁層を有し、前記パッドの厚みは、前記絶縁層より薄く、前記導体回路より厚い。
- 請求項15に記載のプリント配線板において、前記金属被膜は前記パッド及び前記パッドと繋がっている導体回路の一部に形成されている。
- 請求項15に記載のプリント配線板において、前記金属被膜は、Au,Ni,Pd,Pt,Pb,Ag,Sn,Znから選ばれる少なくとも1種からなる。
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