JP2013172073A - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マザーボードとプリント配線板間の接続信頼性を改善する。
【解決手段】ソルダーレジスト層７０Ｂの開口７１Ｂ１、７１Ｂ２、７１Ｂ３の大きさは、プリント配線板の中央から外周に向けて径が小さくなっている。開口７１Ｂ１、７１Ｂ２、７１Ｂ３に設けられる半田バンプ７６Ｄ１、７６Ｄ２、７６Ｄ３は、中央から外周に向けて高さが高くなっている。プリント配線板に反りが生じても、半田バンプの頂点は同一平面ＰＬ上にほぼ揃う。
【選択図】図７

Description

本発明は、半導体素子を搭載するためのパッドとマザーボードと接続するためのパッドを有するプリント配線板、及び、該プリント配線板の製造方法に関する。

下記の特許文献は、レーザで形成されるスルーホールを有するプリント配線板に関する。特許文献のプリント配線板は、プリント配線板の反りを小さくするために、コア基板の上面から下面に向かって細くなるスルーホールと、下面から上面に向かって細くなるスルーホールとを有する。

特開２０１１−１００９０８号公報

上記の特許文献で開示されているプリント配線板（パッケージ基板）は、通常、パッケージ基板の裏面に形成されている半田バンプを介してマザーボードに搭載される。マザーボードへの搭載は一般的にリフローで行われる。パッケージ基板をマザーボードへ搭載することは、この明細書内では２次実装と称される。ＩＣチップの大型化やＩＣチップの薄型化、パッケージ基板の薄型化に伴い、２次実装時のパッケージ基板の反りが問題になると予想される。ここで、２次実装時の反りはリフローでパッケージ基板がマザーボードに搭載される温度での反りである。このように、パッケージ基板の反りは常温での反りだけでなく、２次実装時の反りも問題になると考えられる。上記の特許文献は、常温でのパッケージ基板の裏面の反りを測定している。そして、その反り量は200μm未満である。上記の特許文献は２次実装時の反りを認識していないと考えられる。

本発明の目的は、マザーボードとプリント配線板（パッケージ基板）間の接続信頼性を高くすることである。別の目的は、マザーボードにプリント配線板（パッケージ基板）を搭載する歩留りを高くすることである。特に、チップサイズパッケージや薄いパッケージにおいて、上述の接続信頼性や歩留りを改善することが、本発明の１つの目的である。

本発明に係るプリント配線板は、第１面と前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁性基材と前記絶縁性基材の第１面上に形成されている第１導体層と前記絶縁性基材の第２面上に形成されている第２導体層で形成されているコア基板と、
前記絶縁性基材の第１面と前記第１導体層上に形成されている最上の層間樹脂絶縁層と、
前記最上の層間樹脂絶縁層上に形成されている最上の導体層と、
前記最上の層間樹脂絶縁層と前記最上の導体層上に形成され前記最上の導体層を露出するための開口を有する上側のソルダーレジスト層と、
前記絶縁性基材の第２面と前記第２導体層上に形成されている最下の層間樹脂絶縁層と、
前記最下の層間樹脂絶縁層上に形成されている最下の導体層と、
前記最下の層間樹脂絶縁層と前記最下の導体層上に形成され前記最下の導体層を露出するための複数の開口を有する下側のソルダーレジスト層と、
前記下側のソルダーレジスト層の開口から露出される前記最下の導体層上に形成されている下側の半田バンプを有する。
そして、前記下側のソルダーレジスト層の開口により露出される前記最下の導体層の部分はマザーボードと接続するためのパッドであって、前記マザーボードと接続するためのパッドの大きさはプリント配線板の中央から外周に向けて小さくなっていて、前記マザーボードと接続するためのパッド上に形成されている各下側の半田バンプの体積は略同じである。

本発明に係るプリント配線板の製造方法は、第１面と前記第１面と反対側の第２とを有する絶縁性基材を準備することと、
前記絶縁性基材の第１面上に第１導体層を形成することと、
前記絶縁性基材の第２面上に第２導体層を形成することと、
前記絶縁性基材の第１面と前記第１導体層上に最上の層間樹脂絶縁層を形成することと、
前記絶縁性基材の第２面と前記第２導体層上に最下の層間樹脂絶縁層を形成することと、
前記最上の層間樹脂絶縁層上に最上の導体層を形成することと、
前記最下の層間樹脂絶縁層上に最下の導体層を形成することと、
前記最上の層間樹脂絶縁層と前記最上の導体層上に前記最上の導体層を露出するための複数の開口を有する上側のソルダーレジスト層を形成することと、
前記最下の層間樹脂絶縁層と前記最下の導体層上に前記最下の導体層を露出するための複数の開口を有する下側のソルダーレジスト層を形成することとを含む。
そして、前記下側のソルダーレジスト層を形成することは前記プリント配線板の中央から外周に向かって前記開口の大きさを小さくすることを含む。

本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 第１実施形態のプリント配線板の製造方法を示す工程図。 下側のソルダーレジスト層の開口を示すプリント配線板の断面図。 半田バンプを有するプリント配線板の断面図。 二次実装でのプリント配線板の反りを示す図。 二次実装でプリント配線板とマザーボードの接続を示す図。 図９（Ａ）は下側のソルダーレジスト層用の露光マスクの平面図、図９（Ｂ）は第１実施形態のプリント配線板の下側のソルダーレジスト層とＢＧＡパッドを示す図。 上側のソルダーレジスト層用の露光マスクの平面図。 第２実施形態のプリント配線板の断面図。 エリアを示す図。 第３実施形態に係るプリント配線板の断面図。 二次実装時の第３実施形態に係るプリント配線板の反りを示す図。 第４実施形態のプリント配線板の断面図。 二次実装時の第４実施形態のプリント配線板の反り示す図。 下側のソルダーレジスト層の開口の説明図。 プリント配線板の反り量を示す図。 第５実施形態のプリント配線板の断面図。 図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）は第５実施形態の改変例に係るプリント配線板のコア基板の平面図、図２０（Ｃ）は図２０（Ｂ）の斜視図。 図２１（Ａ）はキャビティとキャビティ内の電子部品を示し、図２１（Ｂ）は第５実施形態の別改変例に係るプリント配線板の断面を示している。

[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係るプリント配線板が図６の断面図を参照して説明される。
図６はプリント配線板（パッケージ基板）１０を示す。

第１実施形態のプリント配線板１０は、第１面Ｆとその第１面と反対側の第２面Ｓとを有するコア基板３０とコア基板の第１面上の上側のビルドアップ層５００Ａと上側のビルドアップ層上に形成されていて開口７１Ａを有する上側のソルダーレジスト層７０Ａと開口７１Ａから露出するパッド（Ｃ４パッド）７２ＵとＣ４パッド上の上側の半田バンプ（Ｃ４バンプ）７６Ｕとコア基板の第２面上の下側のビルドアップ層５００Ｂと下側のビルドアップ層上に形成されていて開口７１Ｂを有する下側のソルダーレジスト層７０Ｂと開口７１Ｂから露出するパッド（ＢＧＡパッド）７２ＢとＢＧＡパッド上の下側の半田バンプ（ＢＧＡバンプ）７６Ｄを有する。
Ｃ４パッドはＩＣチップと接続するためのパッドであり、ＢＧＡパッドはマザーボードと接続するためのパッドである。パッド７２Ｕ、７２Ｂはソルダーレジスト層の開口７１Ａ、７１Ｂから露出している導体層の部分である。

コア基板３０は、第１面Ｆと、第１面Ｆとは反対側の第２面Ｓとを有する絶縁性基材２０Ａと絶縁性基材２０Ａの第１面上の第１導体層３４Ａと絶縁性基材の第２面上の第２導体層３４Ｂと絶縁性基材２０Ａを貫通し第１導体層３４Ａと第２導体層３４Ｂとを接続しているスルーホール導体３６で形成されている。コア基板の第１面と絶縁性基材の第１面は同じ面であり、コア基板の第２面と絶縁性基材の第２面は同じ面である。第１や第２導体層は複数の導体回路やスルーホールランドを有する。第１実施形態のスルーホール導体の形状は砂時計形状である。

上側のビルドアップ層はコア基板３０の第１面Ｆと第１導体層３４Ａ上に形成されている最上の層間樹脂絶縁層５０Ａと最上の層間樹脂絶縁層５０Ａ上の最上の導体層５８Ａと最上の層間樹脂絶縁層５０Ａを貫通し最上の導体層とコア基板の第１導体層やスルーホール導体とを接続する最上のビア導体６０Ａとを有する。

下側のビルドアップ層はコア基板３０の第２面Ｓと第２導体層３４Ｂ上に形成されている最下の層間樹脂絶縁層５０Ｂと最下の層間樹脂絶縁層５０Ｂ上の最下の導体層５８Ｂと最下の層間樹脂絶縁層５０Ｂを貫通し最下の導体層とコア基板の第２導体層やスルーホール導体とを接続する最下のビア導体６０Ｂとを有する。
上側と下側のビルドアップ層は１層の層間樹脂絶縁層と１層の導体層を有する。ビルドアップ層の層数は２層以上でもよい。

上側のビルドアップ層５００Ａ上に上側のソルダーレジスト層７０Ａが形成されている。上側のソルダーレジスト層は開口７１Ａを有する。そして、その開口により露出する最上の導体層や最上のビア導体はパッド（Ｃ４パッド）として機能する。第１実施形態では、Ｃ４パッド上にＩＣチップが搭載される。
下側のビルドアップ層５００Ｂ上に下側のソルダーレジスト層７０Ｂが形成されている。下側のソルダーレジスト層は開口７１Ｂを有する。そして、その開口により露出する最下の導体層や最下のビア導体はパッド（ＢＧＡパッド）として機能する。ビア導体やビア導体の周りのビアランドは最下の導体層に含まれてもよい。ＢＧＡパッドはマザーボードと接続するための外部端子である。

下側のソルダーレジスト層７０Ｂの開口の径はプリント配線板の中央から外周に向けて小さくなっている（図５）。ここで、ソルダーレジスト層の開口の径はボトム径ＢＯであって、開口により露出するＢＧＡパッドの径である（図１７）。図１７は断面図である。図９（Ｂ）は平面図であって、下側のソルダーレジスト層と下側のソルダーレジスト層の開口から露出するＢＧＡパッド７２Ｂが示されている。

例えば、下側のソルダーレジスト層は３つの異なる開口７１Ｂ１、７１Ｂ２、７２Ｂ３を有する。開口７１Ｂ１は、プリント配線板の中央部分に形成されている。開口７１Ｂ２は中間部分に形成されていて、開口７１Ｂ１の周りに形成されている。開口７１Ｂ３はプリント配線板の外周部分に形成されていて、開口７１Ｂ２の周りに形成されている。開口７１Ｂ１から露出するパッドは第１ＢＧＡパッド７２Ｂ１であり、開口７１Ｂ２から露出するパッドは第２ＢＧＡパッド７２Ｂ２であり、開口７１Ｂ３から露出するパッドは第３ＢＧＡパッド７２Ｂ３である。図中で第１ＢＧＡパッドの大きさはｄ１で示され、第２ＢＧＡパッドの大きさはｄ２で示され、第３ＧＢＡパッドの大きさはｄ３で示されている。

Ｃ４パッドとＢＧＡパッド上に半田バンプ７６Ｕ、７６Ｄが形成される（図６）。半田バンプ７６Ｕは上側の半田バンプ（Ｃ４バンプ）であり、半田バンプ７６Ｄは下側の半田バンプ（ＢＧＡバンプ）である。半田バンプは例えばＵＳ７４７５８０３Ｂ２に開示されている方法で形成される。半田バンプは半田ボールから形成されるので、半田バンプの体積はほぼ同じになる。異なる大きさのＢＧＡパッドに同体積な半田バンプが形成されるので、半田バンプ（ＢＧＡバンプ）７６Ｄ１、７６Ｄ２、７６Ｄ３の高さが異なる。半田バンプ７６Ｄ１は第１ＢＧＡパッド７２Ｂ１上に形成されている第１ＢＧＡバンプ７６Ｄ１であって、半田バンプ７６Ｄ２は第２ＢＧＡパッド７２Ｂ２上に形成されている第２ＢＧＡバンプ７６Ｄ２であって、半田バンプ７６Ｄ３は第３ＢＧＡパッド７２Ｂ３上に形成されている第３ＢＧＡバンプ７６Ｄ３である。半田バンプの高さはプリント配線板の中央から外周に向けて高くなる。半田バンプの高さは第１ＢＧＡバンプ７６Ｄ１、第２ＢＧＡバンプ７６Ｄ２、第３ＢＧＡバンプ７６Ｄ３の順で高くなる。

例えば、開口７１Ｂ１の径ｄ１は２５０μｍであり、開口７１Ｂ２の径ｄ２が２２０μｍであり、開口７１Ｂ３の開口の径ｄ３が１９０μｍである。この時、半田バンプ７６Ｄ１の高さは約７０μｍであり、半田バンプ７６Ｄ２の高さは約９０μｍであり、半田バンプ７６Ｄ３の高さは約１１０μｍである。用いられている半田ボールの径は１７０μｍである。半田バンプの高さはソルダーレジスト層の表面から半田バンプの頂点までの距離である。

ＩＣチップとプリント配線板（パッケージ基板）で膨張係数やヤング率が異なる。また、ビルドアップ層とコア基板で熱膨張係数やヤング率が異なる。熱膨張係数の単位は１／Ｋである。コア基板の第１導体層と第２導体層で導体の量（体積）が異なる。上側のビルドアップ層と下側のビルドアップ層で導体の体積や導体の配置が異なる。導体層の導体の熱膨張係数（約１６ｐｐｍ）はビルドアップ層の層間樹脂絶縁層の熱膨張係数やコア基板の絶縁性基材の熱膨張係数より大きい。このような観点から、二次実装時のリフロー温度でパッケージ基板は図７に示される形状に反っていると考えられる。パッケージ基板は上側のソルダーレジスト層の中央部が凹になるよう湾曲している。下側のソルダーレジスト層が下側を向くようにプリント配線板が平坦な板上に置かれるとプリント配線板の端部が浮くようにプリント配線板が反っている。図１８に示されるように、向かい合っている上側のソルダーレジスト層の外周を結ぶことで得られる平面ＳＲＰＬと上側のソルダーレジスト層の表面との間の距離ＤＦは各点で異なる。それに対し、マザーボードは厚いので、二次実装時のリフロー温度で反りが小さい。略平坦なマザーボードに湾曲しているパッケージ基板が搭載されると、未接続な半田バンプが発生すると考えられる。もしくは、接続が不十分な半田バンプが存在すると考えられる。しかしながら、第１実施形態では、半田バンプ７６Ｄの高さがパッケージ基板の反りに合わせて変えられている。ＢＧＡパッドとそれに接続するマザーボードの外部端子間の距離に応じて下側の半田バンプ（ＢＧＡバンプ）７６Ｄの高さが異なっている。パッケージ基板の中央部分に形成されているＢＧＡパッドとそれに接続するマザーボードの外部端子間の距離はパッケージ基板の外周部分に形成されているＢＧＡパッドとそれに接続するマザーボードの外部端子間の距離より短い。その距離に応じて、半田バンプの高さは、半田バンプ７６Ｄ１、半田バンプ７６Ｄ２、半田バンプ７６Ｄ３の順で高くなっている。下側の半田バンプの頂点がほぼ同一平面ＰＬ上に位置している（図７、図８）。そのため、第１実施形態では、パッケージ基板とマザーボードが容易に接続される。パッケージ基板とマザーボード間の接続信頼性が高い。

図８は、二次実装時のリフロー温度でのプリント配線板とマザーボードとの接続を示している。プリント配線板がマザーボード１９０に実装されている。第１実施形態では、図８に示されるようにプリント配線板が反っても、半田バンプの頂点はほぼ同一平面上に揃っている。そのため、図７に示されている形状を有するパッケージ基板が平坦なマザーボードに実装される時、実装歩留り（接続歩留り）が改善される。また、パッケージ基板とマザーボード間の半田バンプの接続信頼性が改善される。

開口７１Ｂ１と開口７１Ｂ３の径の関係は、プリント配線板の中心に最も近い開口の径を最外周に形成されている開口の径で割ることで得られる値が１．０５〜１．５であることが望ましい。１．０５未満では半田バンプの頂点を同一平面に位置させることが難しい。このため、外周部分に形成されている半田バンプがマザーボードと接続しない、もしくは、接続が不十分であると考えられる。上述の値が１．５を超えると、外周部分の半田バンプの接続信頼性が低下すると考えられる。二次実装後にプリント配線板が常温に戻ると、パッケージ基板の反りが小さくなると推察される。その場合、外周部分の半田バンプ７６Ｄ３に応力が集中し易く、該半田バンプにクラックが発生する可能性があると考えられる。また、外周部分に形成されている半田バンプ間でのショートを防止するため、上述の値は１．１以下であることが望ましい。

開口７１Ｂ１、７１Ｂ２、７１Ｂ３の径は、１３０μｍ〜３５０μｍであることが好ましい。この範囲であれば、半田バンプの頂点を同一平面上に位置させることが容易になる。
ＢＧＡパッドの大きさをプリント配線板の中央から外周に向かって小さくすることは、一辺の長さが１５ｍｍ以上であるプリント配線板に適用されることが好ましい。一辺の長さが１５ｍｍ未満のプリント配線板では反りが大きな問題にならない。一方、プリント配線板の一辺が２３ｍｍを超えると、半田バンプの頂点を同一平面上に位置させることが困難になる。従って、プリント配線板の短辺と長辺の長さは１５ｍｍから２３ｍｍであることが好ましい。

プリント配線板１０の製造方法が図１〜図６を参照して説明される。
（１）補強材と樹脂とからなる絶縁性基材２０Ａとその絶縁性基材２０Ａの両面に積層されている金属箔２２、２２で形成されている両面銅張積層板２０が用意される（図１（Ａ））。絶縁性基材２０Ａは第１面Ｆと第１面と反対側の第２面Ｓを有する。絶縁性基材２０Ａの厚みは０．０６ｍｍから０．２５ｍｍである。金属箔の厚みは３μｍから１２μｍである。出発材料として、住友ベークライト株式会社製の４７８５ＧＳシリーズを用いることができる。

補強材としては、例えばガラスクロス、アラミド繊維、ガラス繊維などが挙げられる。ガラスクロスはＴガラス（日東紡社製）が好ましい。樹脂としては、エポキシ樹脂、ＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂などが挙げられる。さらに、樹脂中にシリカ等からなる無機粒子が含有されている。絶縁性基材２０Ａの樹脂中に水酸化物からなる粒子が含有されてもよい。水酸化物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等の金属水酸化物が挙げられる。熱で分解されることで水酸化物から水が生成する。このため、水酸化物は、コア基板３０を構成する材料から熱を奪うことが可能であると考えられる。コア基板３０が水酸化物を含むことで、レーザの加工性が向上すると推測される。
銅箔２２の表面に黒化処理が施される。

（２）図１（Ｂ）にコア基板３０が示されている。コア基板３０はＵＳ７７８６３９０に開示されている方法で製造される。コア基板は第１面とその第１面と反対側の第２面を有する。コア基板の第１面と絶縁性基材の第１面は同じ面であり、コア基板の第２面と絶縁性基材の第２面は同じ面である。

（３）コア基板３０の第１面Ｆ上及び第２面Ｓ上に、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムやプリプレグが積層される。層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムはエポキシなどの樹脂とシリカなどの無機粒子で形成されていて、プリプレグはエポキシなどの樹脂とシリカなどの無機粒子とガラスクロスなどの補強材で形成されている。層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムは補強材を含まない。
プリプレグとして、住友ベークライト株式会社製の６７８５ＧＳシリーズが挙げられる。層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムとして、味の素社製のＡＢＦ−４５ＳＨが挙げられる。
層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムが用いられる場合、熱でフィルムが硬化され、コア基板の両面に層間樹脂絶縁層５０Ａ，５０Ｂがそれぞれ形成される（図１（Ｃ））。
プリプレグが用いられる場合、コア基板上にプリプレグと金属箔がその順で積層される。加熱プレスでプリプレグが硬化され、コア基板の両面に層間樹脂絶縁層がそれぞれ形成される。層間樹脂絶縁層の厚みは２０μｍから４０μｍである。

（４）次に、ＣＯ２ガスレーザにて層間樹脂絶縁層５０Ａ，５０Ｂにそれぞれビア導体用の開口５１Ａ，５１Ｂが形成される（図１（Ｄ））。

（５）層間樹脂絶縁層５０Ａ，５０Ｂの表面とビア導体用の開口５１Ａ，５１Ｂの内壁に無電解めっき膜５２，５２が形成される（図１（Ｅ））。

（６）無電解めっき膜５２上にめっきレジスト５４が設けられる（図２（Ａ））。

（７）めっきレジスト５４から露出する無電解めっき膜５２上に、電解めっき膜５６が形成される（図２（Ｂ））。

（８）めっきレジスト５４が除去される。電解めっき膜間の無電解めっき膜がエッチングで除去されることで、複数の導体回路を有する導体層５８Ａ，５８Ｂ及びビア導体６０Ａ，６０Ｂが形成される（図２（Ｃ））。上側のビルドアップ層と下側のビルドアップ層が完成する。層間樹脂絶縁層５０Ａが最上の層間樹脂絶縁層であり、導体層５８Ａが最上の導体層である。層間樹脂絶縁層５０Ｂが最下の層間樹脂絶縁層であり、導体層５８Ｂが最下の導体層である。

（９）上側と下側のビルドアップ層上に上側と下側のソルダーレジスト膜７０α、７０βが形成される（図３（Ａ））。例えば日立化成工業株式会社からソルダーレジスト膜の材料を入手することができる。

（１０）下側のソルダーレジスト膜７０αにマスク（図９（Ａ））を介して紫外線が照射される。黒い部分が遮光膜１８１，１８２，１８３である。光が照射される部分のソルダーレジスト膜は硬化する。その後、現像液で未露光部分のソルダーレジスト膜が除去される。そして、熱でソルダーレジスト膜が硬化され、開口７１Ｂを有する下側のソルダーレジスト層７０Ｂが形成される（図３（Ｂ））。上側のソルダーレジスト膜７０βにマスク（図１０）を介して紫外線が照射される。下側のソルダーレジスト層と同様に上側のソルダーレジスト層７０Ｕが形成される。
遮光膜（黒い部分）２８１の大きさは全て同じ大きさで６０μｍから１５０μｍである。従って、開口７１Ａの径は略同一である。

下側のビルドアップ層上のソルダーレジスト膜は図９（Ａ）に示されるマスクで露光される。図９（Ａ）のマスクは３種類の大きさの遮光膜１８１、１８２、１８３を有する。中央部分の遮光膜１８１の大きさは中間部分の遮光膜１８２の大きさより大きく、中間部分の遮光膜１８２の大きさは外周部分の遮光膜１８３の大きさより大きい。従って開口７１Ｂの大きさはプリント配線板の中央部分から外周部分に向かって小さくなる。中央部分（中央領域）の開口７１Ｂ１の大きさを中間部分（中間領域）の開口７１Ｂ２の大きさで割ることで得られる値（Ｘ）は、中間部分の開口７１Ｂ２の大きさを外周部分（外周領域）の開口７１Ｂ３の大きさで割ることで得られる値（Ｙ）より小さいことが好ましい。ＹがＸより大きいと、特定の半田バンプに応力が集中しがたくなる。パッケージ基板とマザーボード間の接続信頼性が向上する。ＹはＸより大きく、Ｘは１．０２から１．２であって、Ｙは１．０３から１．３である。開口７１Ｂの大きさとＢＧＡパッド７２Ｂの大きさは同じなので、ＢＧＡパッドは開口７１Ｂと同様な値（Ｘ、Ｙ）を有する。

中央部分の遮光膜１８１の大きさ（Φ１）、中間部分の遮光膜１８２の大きさ（Φ２）と外周部分の遮光膜１８３の大きさ（Φ３）の関係も開口７１Ｂ１、７１Ｂ２、７１Ｂ３の大きさの関係と同様である。つまり、Φ２はΦ１より小さく、Φ３はΦ２より小さい。そして、Φ１／Φ２はΦ２／Φ３より小さく、Φ１／Φ２は１．０２から１．２であって、Φ２／Φ３は１．０３から１．３である。このようなマスクで下側のソルダーレジスト膜は露光される。

第１実施形態での開口７１Ｂ１の大きさは例えば２８０μｍであり、開口７１Ｂ２の大きさは２７０μｍであり、開口７１Ｂ３の大きさは２５０μｍである。
上側のソルダーレジスト層の開口から露出している最上の導体層や最上のビア導体がＩＣチップを搭載するためのパッド（Ｃ４パッド）として機能する。
下側のソルダーレジスト層の開口から露出している最下の導体層や最下のビア導体がマザーボードと接続するためのパッド（ＢＧＡパッド）として機能する。

（１１）Ｃ４パッドとＢＧＡパッド上にニッケルめっき層７２が形成され、さらにニッケルめっき層７２上に金めっき層７４が形成される（図３（Ｂ））。ニッケル−金層以外にも、ニッケル−パラジウム−金層が形成されてもよい。

（１２）この後、ＵＳ７４７５８０３Ｂ２に開示されている方法でＣ４パッド上にＳｎ／Ａｇなどの半田ボールが搭載される。その後、リフローでＣ４パッド上に上側の半田バンプ（Ｃ４バンプ）７６Ｕが形成される（図３（Ｃ））。半田ボールはほぼ均一な径を有している。

続いて、ＵＳ７４７５８０３Ｂ２に開示されている方法でＢＧＡパッド上にＳｎ／Ｐｂなどの半田ボール７６Ｄαが搭載される（図４）。その後、リフローでＢＧＡパッド上に下側の半田バンプ（ＢＧＡバンプ）７６Ｄが形成される（図６）。半田ボールはほぼ均一な径を有している。半田ボールの径が均一なので、各半田ボールはほぼ同じ体積を有する。従って、各ＢＧＡパッド上にほぼ同体積の半田バンプが形成される。異なる大きさのパッド上にほぼ同体積の半田バンプが形成されるので、ＢＧＡパッド上に異なる高さの半田バンプが形成される。プリント配線板の中央部分から外周部分に向けて下側の半田バンプの高さは高くなる。半田バンプの高さは、ソルダーレジスト層の上面から半田バンプの頂点までの距離である。中央部分の半田バンプ７６Ｄ１の高さ（Ｈ１）と中間部の半田バンプ７６Ｄ２の高さ（Ｈ２）と外周部の半田バンプ７６Ｄ３（Ｈ３）は以下の関係を満足することが好ましい。Ｈ３／Ｈ２は１．１から１．３であって、Ｈ２／Ｈ１は１．０５から１．５である。
第１実施形態では、Ｈ１は７０μｍであり、Ｈ２は９０μｍであり、Ｈ３は１１０μｍである。

（１３）上側の半田バンプ７６Ｕを介してプリント配線板１０にＩＣチップ９０が実装される。その後、ＩＣチップが実装されている第１実施形態のプリント配線板はリフローでマザーボードに搭載される。二次実装でパッケージ基板とマザーボードが下側の半田バンプで接続される。リフロー温度で、図７に示されているように、プリント配線板の中央が凹になるようにプリント配線板が反ると、第１実施形態のプリント配線板によれば、各ＢＧＡバンプの頂点が同一平面ＰＬ上に位置しやすい。なぜなら、半田バンプの高さが中央部から外周部に向かって高くなっているからである。一方、マザーボードの厚みは厚いので、マザーボードは反りがたい。パッケージ基板の半田バンプがパッケージ基板の反りに応じる高さを有するので、反りの少ないマザーボードと反りを有するパッケージ基板が確実に接続される。２２０度での最大の反り量ＤＦmax（図１８）は８０μｍ以下であることが好ましい。反り量が８０μｍを超えると、パッケージ基板とマザーボードとの接続不良が発生しやすい。もしくは、接続信頼性が低下する。
パッケージ基板上に別のパッケージ基板が搭載され、ＰＯＰ基板が形成され、そのＰＯＰ基板がマザーボードに搭載されてもよい。

[第２実施形態]
図１１は第２実施形態に係るプリント配線板１０の断面図を示す。
第２実施形態では、ＢＧＡパッドは６４個（８×８）形成されている。中央部分のＢＧＡパッド１７２Ｂ２はプリント配線板の中央領域内に形成されている。中央領域はプリント配線板の中心Ｏを中心とする所定の半径ｒ１を有する円Ｂ１内の領域である。中央領域以外の半田パッド１７２Ｂ２はプリント配線板の周辺領域に形成されている。周辺領域は中心Ｏを中心とする所定の半径ｒ２を有する円Ｂ２内の領域である。但し、中央領域は除かれる。中央領域と周辺領域は図１２（Ａ）に示されている。ＢＧＡバンプに働く応力はプリント配線板の中心からの距離に比例すると考えられる。従って、各領域の境界線はプリント配線板の中心Ｏを中心とする所定の半径ｒの円の円周であることが好ましい。各領域に形成されているＢＧＡパッドの大きさはほぼ同じである。

図１２（Ａ）に示されている中央領域Ｂ１に形成されているＢＧＡパッドの大きさ（径）は２５０μｍであり、周辺領域Ｂ２に形成されているＢＧＡパッドの大きさ（径）は２３０μｍである。
図１１に示されている半田バンプ７６Ｄ１の高さｈ１は１００μｍであり、半田バンプ７６Ｄ２の高さｈ２は１３０μｍである。異なる領域（エリア）に形成されているＢＧＡパッドの大きさは異なり、その差は５μｍ〜３０μｍである。差がこの範囲内であるとＢＧＡバンプがプリント配線板の反りに対応できる。

[第３実施形態]
図１３は第３実施形態に係るプリント配線板１０を示す。
図１２（Ｂ）は、第３実施形態の領域を示す模式図である。ＢＧＡパッドは３つの領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に分割されている。領域Ｂ１はプリント配線板の中央部分に存在している中央領域Ｂ１であって、領域Ｂ３はプリント配線板の外周部分に存在している外周領域Ｂ３であって、領域Ｂ２はプリント配線板の中間部分に存在している中間領域Ｂ２である。中間領域は中央領域と外周領域に挟まれている。各領域に形成されているＢＧＡパッドの大きさはほぼ同じである。プリント配線板の一辺が１５ｍｍ以上の場合、ＢＧＡパッドは３つ以上の領域に分割されることが好ましい。図１２（Ｂ）では、各領域の境界線は矩形の外周であるが、円周であってもよい。

第３実施形態での第１ＢＧＡパッド７２Ｂ１の径は２５０μｍであり、第２ＢＧＡパッド７２Ｂ２の径は２１０μｍであり、第３ＢＧＡパッド７２Ｂ３の径は１７０μｍである。第１ＢＧＡパッド７２Ｂ１上の半田バンプの高さは７０μｍであって、第２ＢＧＡパッド７２Ｂ２上の半田バンプの高さは１１０μｍであって、第３ＢＧＡパッド７２Ｂ３上の半田バンプの高さは１４０μｍである。

第３実施形態のプリント配線板にＩＣチップが実装される。その後、プリント配線板はリフローでマザーボードに搭載される。図１４は、２２０度でのプリント配線板の反りと下側の半田バンプの頂点の位置を示している。二次実装温度の約２２０度でプリント配線板とマザーボードは接合される。半田バンプの頂点はほぼ同一平面ＰＬ上に位置している。マザーボードにパッケージを実装する歩留りが高くなる。

[第４実施形態]
第１実施形態から第３実施形態のプリント配線板のビルドアップ層は１層である。それに対し、図１５，図１６に示されるように第４実施形態のプリント配線板のビルドアップ層は２層である。第４実施形態のＢＧＡパッドやＢＧＡバンプは第１実施形態から第３実施形態のプリント配線板と同様である。

上側のビルドアップ層はコア基板３０の第１面Ｆと第１導体層３４Ａ上に形成されている上側の層間樹脂絶縁層１５０Ａと上側の層間樹脂絶縁層１５０Ａ上の上側の導体層１５８Ａと上側の層間樹脂絶縁層１５０Ａを貫通し上側の導体層とコア基板の第１導体層やスルーホール導体とを接続する上側のビア導体１６０Ａと上側の導体層と上側の層間樹脂絶縁層１５０Ａ上に形成されている最上の層間樹脂絶縁層５０Ａと最上の層間樹脂絶縁層５０Ａ上の最上の導体層５８Ａと最上の層間樹脂絶縁層５０Ａを貫通し最上の導体層と上側の導体層や上側のビア導体とを接続する最上のビア導体６０Ａを有する。

下側のビルドアップ層はコア基板３０の第２面Ｓと第２導体層３４Ｂ上に形成されている下層の層間樹脂絶縁層１５０Ｂと下側の層間樹脂絶縁層１５０Ｂ上の下側の導体層１５８Ｂと下側の層間樹脂絶縁層１５０Ｂを貫通し下側の導体層とコア基板の第２導体層やスルーホール導体とを接続する下側のビア導体１６０Ｂと下側の導体層と下側の層間樹脂絶縁層１５０Ｂ上に形成されている最下の層間樹脂絶縁層５０Ｂと最下の層間樹脂絶縁層５０Ｂ上の最下の導体層５８Ｂと最下の層間樹脂絶縁層５０Ｂを貫通し最下の導体層と下側の導体層や下側のビア導体とを接続する最下のビア導体６０Ｂを有する。

[第５実施形態]
図１９に第５実施形態のプリント配線板１０００が示されている。第５実施形態のプリント配線板のコア基板は第１実施形態のコア基板とほぼ同様であるが、さらに、チップコンデンサなどの電子部品１００１を収容するためのキャビティ１００２を有する。キャビティ１００２は絶縁性基材の第１面から第２面に至る開口であることが望ましい。第５実施形態のプリント配線板は、第１実施形態のプリント配線板とほぼ同様であるが、さらに、コア基板のキャビティ内に電子部品を有する。第５実施形態のプリント配線板では、さらに、電子部品とコア基板間に充填剤１００３が形成されている。第５実施形態では、コア基板にキャビティが形成されているので、コア基板の強度が弱い。そのため、二次実装時、第５実施形態のプリント配線板の反り量は多くなる。第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態や第４実装形態と同様に、ＢＧＡパッドの大きさをプリント配線板の中央から外周に向けて小さくすることを第５実施形態のプリント配線板に適用することは二次実装の歩留りを高くすることにつながる。マザーボードとプリント配線板間の接続信頼性が向上する。図２０（Ａ）、（Ｂ）は平面図であり、コア基板の第１面とキャビティと電子部品を示している。図２０（Ｃ）は図２０（Ｂ）の斜視図である。

図１９では、１つのキャビティ１００２に複数の電子部品１００１Ａ、１００１Ｂが収容されている。図１９では、１つのキャビティに２つの電子部品が収容されている。１つのキャビティに２つの電子部品が収容されると、キャビティの大きさが大きくなるので、ＢＧＡパッドの大きさをプリント配線板の中央から外周に向けて小さくすることは有効である。１つのキャビティに２つの電子部品を収容するためのキャビティの形状が図２０に示されている。図２０（Ａ）では、複数の収容部１００２Ａ、１００２Ｂの一部が重なって１つのキャビティ１００２が形成されている。重なっている部分の長さは電子部品の長さより短い。電子部品同士が衝突しがたい。各収容部に１つの電子部品が収容される。図２０（Ｂ）では、１つのキャビティに仕切り１００４が形成されている。第１導体層は省略されている。仕切り間の距離ＳＫは電子部品１００１Ａ、１００１Ｂの幅ＳＫ２より短いため、電子部品同士が衝突しない。仕切り１００４により電子部品同士の衝突が防止される。

図２１は１つのキャビティに複数のチップコンデンサが収容されている例を示している。図２１では、隣接するチップコンデンサで同極の電極が向かい合っている。この例では、プラス電極とプラス電極が向かい合っている。衝突してもショートが発生しない。プリント配線板が電子部品を収容するためのキャビティを有しても、図２０や図２１の工夫によりキャビティの大きさを小さくすることができる。従って、ＢＧＡパッドの大きさをプリント配線板の中央から外周に向けて小さくすることにより、第５実施形態のプリント配線板とマザーボード間の接続信頼性が高くなる。第５実施形態のプリント配線板に第１、第２、第３、第４実施形態に記載されている内容は適宜適用されてもよい。

［実施例］
（１）両面銅張積層板（住友ベークライト株式会社製の４７８５ＧＳシリーズ）２０が用意される（図１（Ａ））。絶縁性基材２０Ａの厚みは０．０６ｍｍであり、銅箔の厚みは３μｍである。
銅箔２２の表面に黒化処理が施される。

（２）ＵＳ７７８６３９０に開示されている方法でコア基板が製造される（図１（Ｂ））。
（３）コア基板３０の第１面Ｆ上及び第２面Ｓ上に層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム（味の素社製のＡＢＦ−４５ＳＨ）が積層される。その後、熱でフィルムが硬化され、コア基板の両面に最上と最下の層間樹脂絶縁層５０Ａ，５０Ｂがそれぞれ形成される（図１（Ｃ））。層間樹脂絶縁層の厚みは３０μｍである。

（４）次に、ＣＯ２ガスレーザにて層間樹脂絶縁層５０Ａ，５０Ｂにそれぞれビア導体用の開口５１Ａ，５１Ｂが形成される（図１（Ｄ））。

（５）層間樹脂絶縁層５０Ａ，５０Ｂの表面とビア導体用の開口５１Ａ，５１Ｂの内壁に無電解銅めっき膜５２，５２が形成される（図１（Ｅ））。

（６）無電解銅めっき膜５２上にめっきレジスト５４が設けられる（図２（Ａ））。
（７）めっきレジスト５４から露出する無電解銅めっき膜５２上に、電解銅めっき膜５６が形成される（図２（Ｂ））。無電解銅めっき膜の厚みは約０．４μｍであり、電解銅めっき膜の厚みは１２μｍである。

（８）めっきレジスト５４が除去される。電解銅めっき膜間の無電解銅めっき膜がエッチングで除去されることで、最上と最下の導体層５８Ａ，５８Ｂ及び最上と最下のビア導体６０Ａ，６０Ｂが形成される（図２（Ｃ））。この後、図２（Ｃ）に示されている途中基板の反りの方向や反り量が測定されてもよい。その結果により各エリア内のＢＧＡパッドの大きさが決められても良い。

（９）上側と下側のビルドアップ層上に上側と下側のソルダーレジスト膜７０α、７０βが形成される（図３（Ａ））。例えば日立化成工業株式会社からソルダーレジスト膜の材料を入手することができる。

（１０）下側のソルダーレジスト膜７０αにマスク（図９（Ａ））を介して紫外線が照射される。上側のソルダーレジスト膜７０βにマスク（図１０）を介して紫外線が照射される。そして、現像処理後、熱でソルダーレジスト膜が硬化され、開口７１Ａ、７１Ｂを有するソルダーレジスト層７０Ａ、７０Ｂが形成される（図５）。

開口７１Ｂ１の大きさは２８０μｍであり、開口７１Ｂ２の大きさは２７０μｍであり、開口７１Ｂ３の大きさは２５０μｍである。上側のソルダーレジスト層の開口７１Ａの大きさは８０μｍである。

（１１）Ｃ４パッドとＢＧＡパッド上にニッケルめっき層７２が形成され、さらにニッケルめっき層７２上に金めっき層７４が形成される（図３（Ｂ））。

（１２）この後、ＵＳ７４７５８０３Ｂ２に開示されている方法でＣ４パッド上にＳｎ／Ａｇからなる半田ボールが搭載される。この半田ボールの径は６０μｍである。その後、リフローでＣ４パッド上に上側の半田バンプ（Ｃ４バンプ）７６Ｕが形成される（図３（Ｃ））。

続いて、ＵＳ７４７５８０３Ｂ２に開示されている方法でＢＧＡパッド上にＳｎ／Ｐｂからなる半田ボール７６Ｄαが搭載される（図４）。半田ボール７６Ｄαの径は１７０μｍである。その後、リフローでＢＧＡパッド上に下側の半田バンプ（ＢＧＡバンプ）７６Ｄが形成される（図６）。半田バンプ７６Ｄ１の高さ（Ｈ１）は７０μｍであり、半田バンプ７６Ｄ２の高さ（Ｈ２）は９０μｍであり、半田バンプ７６Ｄ３（Ｈ３）の高さは１１０μｍである。
Ｃ４バンプの高さは４０μｍである。

（１３）上側の半田バンプ７６Ｕを介してプリント配線板１０にＩＣチップ９０が実装される。その後、ＩＣチップが実装されているプリント配線板はリフローでマザーボードに搭載される。

第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実装形態や第５実施形態のプリント配線板のＢＧＡパッドは複数の領域に分割されることが好ましい。製造が容易である。

１０ プリント配線板
３０ コア基板
３４Ａ 第１導体
３６ スルーホール導体
７０Ａ、７０Ｂ ソルダーレジスト層
７１Ａ、７１Ｂ１、７１Ｂ２、７１Ｂ３ 開口
７６Ｕ、７６Ｄ 半田バンプ

Claims (12)

1. 第１面と前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁性基材と前記絶縁性基材の第１面上に形成されている第１導体層と前記絶縁性基材の第２面上に形成されている第２導体層で形成されているコア基板と、
   前記絶縁性基材の第１面と前記第１導体層上に形成されている最上の層間樹脂絶縁層と、
   前記最上の層間樹脂絶縁層上に形成されている最上の導体層と、
   前記最上の層間樹脂絶縁層と前記最上の導体層上に形成され前記最上の導体層を露出するための開口を有する上側のソルダーレジスト層と、
   前記絶縁性基材の第２面と前記第２導体層上に形成されている最下の層間樹脂絶縁層と、
   前記最下の層間樹脂絶縁層上に形成されている最下の導体層と、
   前記最下の層間樹脂絶縁層と前記最下の導体層上に形成され前記最下の導体層を露出するための複数の開口を有する下側のソルダーレジスト層と、
   前記下側のソルダーレジスト層の開口から露出する前記最下の導体層上に形成されている下側の半田バンプを有するプリント配線板であって、
   前記下側のソルダーレジスト層の開口により露出される前記最下の導体層の部分はマザーボードと接続するためのパッドであって、前記マザーボードと接続するためのパッドの大きさはプリント配線板の中央から外周に向けて小さくなっていて、前記マザーボードと接続するためのパッド上に形成されている各下側の半田バンプの体積は略同じである。
2. 請求項１のプリント配線板であって、前記下側の半田バンプの高さは前記プリント配線板の中央から外周に向けて高くなっている。
3. 請求項２のプリント配線板であって、前記下側の半田バンプの頂点はほぼ同一平面上に位置する。
4. 請求項１のプリント配線板であって、前記マザーボードと接続するためのパッドは中央に形成されているパッドと最外周に形成されているパッドを有し、前記中央に形成されているパッドの径を前記最外周に形成されているパッドの径で割ることで得られる値は１．０５〜１．５である。
5. 請求項１のプリント配線板であって、前記マザーボードと接続するためのパッドの径は、１３０μｍ〜３５０μｍである。
6. 請求項１のプリント配線板であって、前記第１導体層、前記第２導体層、前記最上の導体層と前記最下の導体層のそれぞれの熱膨張係数は、前記絶縁性基材の熱膨張係数や、前記最上と最下の層間樹脂絶縁層のそれぞれの熱膨張係数より大きい。
7. 請求項１のプリント配線板であって、前記マザーボードと接続するためのパッドは複数のエリアに分割されていて、各エリアに属する前記マザーボードと接続するためのパッドの大きさは同じであって、前記マザーボードと接続するためのパッドの大きさは前記プリント配線板の中央から外周に向かって段階的に小さくなっている。
8. 請求項７のプリント配線板であって、前記エリアの境界はプリント配線板の中心を中心とする所定の半径を有する円の円周である。
9. 請求項７のプリント配線板であって、前記マザーボードと接続するためのパッドは３つのエリアに分けられている。
10. 請求項７のプリント配線板であって、前記複数のエリアの内、隣接するエリアに属する前記マザーボードと接続するためのパッドの大きさの差は５μｍから３０μｍである。
11. 第１面と前記第１面と反対側の第２とを有する絶縁性基材を準備することと、
    前記絶縁性基材の第１面上に第１導体層を形成することと、
    前記絶縁性基材の第２面上に第２導体層を形成することと、
    前記絶縁性基材の第１面と前記第１導体層上に最上の層間樹脂絶縁層を形成することと、
    前記絶縁性基材の第２面と前記第２導体層上に最下の層間樹脂絶縁層を形成することと、
    前記最上の層間樹脂絶縁層上に最上の導体層を形成することと、
    前記最下の層間樹脂絶縁層上に最下の導体層を形成することと、
    前記最上の層間樹脂絶縁層と前記最上の導体層上に前記最上の導体層を露出するための複数の開口を有する上側のソルダーレジスト層を形成することと、
    前記最下の層間樹脂絶縁層と前記最下の導体層上に前記最下の導体層を露出するための複数の開口を有する下側のソルダーレジスト層を形成することとを含むプリント配線板の製造方法であって、
    前記下側のソルダーレジスト層を形成することは前記プリント配線板の中央から外周に向かって前記開口の大きさを小さくすることを含む。
12. 請求項１１に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記下側のソルダーレジスト層を形成することは、さらに、前記開口を形成する前に途中基板の反りの方向を測定することを含む。

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