JP2014216423A

JP2014216423A - 配線基板、配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2014216423A
Application number: JP2013091490A
Authority: JP
Inventors: 貴広林; Takahiro Hayashi; 若園　誠; Makoto Wakazono; 誠若園; 剛豊嶋; Takeshi Toyoshima; 永井　誠; Makoto Nagai; 誠永井; 折口　誠; Makoto Origuchi; 誠折口
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-11-17
Also published as: TW201448702A; KR20140127153A; CN104124225A; US9131621B2; US20140318846A1

Abstract

【課題】半田ボールが搭載される開口近傍の表面に傾斜面を有し、開口内にフラックスが供給されやすい配線基板及び配線基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る配線基板は、絶縁層及び導体層がそれぞれ１層以上積層された積層体と、前記積層体上に形成された複数の接続端子と、前記積層体上に積層され、前記複数の接続端子を各々露出する複数の第１の開口を有する第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に積層され、前記複数の接続端子を各々露出し、前記複数の第１の開口よりも開口径が小さい複数の第２の開口を有する第２の樹脂層と、を備え、前記第２の樹脂層は、前記複数の第２の開口近傍の表面が、前記複数の第２の開口に向かうにしたがって前記積層体に近づく傾斜面を有することを特徴とする。
【請求項２】
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板及び配線基板の製造方法に関する。

接続端子（パッド）に半田ボールを搭載した配線基板がある。この配線基板では、最表面に積層されているソルダーレジストに接続端子の少なくとも一部を露出させる開口を形成し、ソルダーレジストの開口にフラックス及び半田ボールを充填した後、リフローを行い、接続端子と半田ボールとを電気的に接続している。

しかしながら、近年では、半導体パッケージの小型化が急速に進んでおり、半導体パッケージ内に封止される半導体チップの接続端子数が増加している。それゆえ、半導体チップを搭載する配線基板の接続端子（パッド）間の間隔が狭くなり接続端子を露出させるソルダーレジストの開口の口径も小さくなっている。このため、開口に半田ボールが充填されない、いわゆるミッシングボールが発生する確率が高くなっている。

そこで、半田ボールをソルダーレジストの開口内へと案内するために、接続端子から離れるに従い口径が大きくなる開口を有する案内部をソルダーレジスト上に設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−７４５９５号公報

しかしながら、従来の配線基板では、感光性のソルダーレジストを用い、このソルダーレジストに露光・現像を行うことで開口を形成している。このため、開口を形成するソルダーレジストの側面が、ソルダーレジストの表面に対して略垂直となり、引用文献１に記載されているように開口を形成するソルダーレジストの側面を傾斜させることは実際には難しい。また、ソルダーレジストの表面は平坦となるため、開口を形成するソルダーレジストの側面は、ソルダーレジストの表面に対して略直角に形成される。このため、開口内にフラックスが十分に集まらず、半田ボールと接続端子との接続不良が生じる虞がある。

本発明は、上記の事情に対処してなされたものであり、半田ボールが搭載される開口近傍の表面に傾斜面を有し、開口内にフラックスが供給されやすい配線基板及び配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、絶縁層及び導体層がそれぞれ１層以上積層された積層体と、前記積層体上に形成された複数の接続端子と、前記積層体上に積層され、前記複数の接続端子を各々露出する複数の第１の開口を有する第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上に積層され、前記複数の接続端子を各々露出し、前記複数の第１の開口よりも開口径が小さい複数の第２の開口を有する第２の樹脂層と、を備え、前記第２の樹脂層は、前記複数の第２の開口近傍の表面が、前記複数の第２の開口に向かうにしたがって前記積層体に近づく傾斜面を有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の接続端子を各々露出する複数の第１の開口を有する第１の樹脂層と、第１の樹脂層上に積層され、複数の接続端子を各々露出し、複数の第１の開口よりも開口径が小さい複数の第２の開口を有する第２の樹脂層とを備え、第２の樹脂層は、複数の第２の開口近傍の表面が、複数の第２の開口に向かうにしたがって積層体に近づく傾斜面を有している。このため、開口内にフラックスが流れ込みやすく、開口内に十分な量のフラックスを供給することができる。

本発明の一態様においては、前記複数の接続端子は、前記第１の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、複数の接続端子は、第１の樹脂層よりも厚みが薄いので、接続端子の表面が第１の樹脂層の表面よりも低い位置となる。このため、第２の樹脂層に傾斜面を効果的に形成することができる。

本発明の他の態様においては、前記第２の樹脂層は、前記第１の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、第２の樹脂層は、第１の樹脂層よりも厚みが薄いので、傾斜面の勾配を大きくできる。つまり、傾斜面の傾きを大きくできる。このため、第２の開口内に向かってフラックスが傾斜面を流れやすくなる。この結果、第２の開口内に十分な量のフラックスを確保することができる。

本発明の他の態様においては、前記複数の接続端子は、側面が前記複数の第１の開口から各々露出していることを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、複数の接続端子は、側面が複数の第１の開口から各々露出しているので、傾斜面の勾配をさらに大きくできる。このため、第２の開口内に向かってフラックスが傾斜面をより流れやすくなる。この結果、第２の開口内に十分な量のフラックスを確保することができる。

本発明の他の態様においては、絶縁層及び導体層をそれぞれ１層以上積層して積層体を形成する工程と、前記積層体上に複数の接続端子を形成する工程と、前記複数の接続端子を各々露出する複数の第１の開口を有する第１の樹脂層を前記積層体上に形成する工程と、前記複数の接続端子を各々露出し、前記複数の第１の開口よりも開口径の小さな複数の第２の開口を有する第２の樹脂層を前記第１の樹脂層上に形成する工程と、をこの順に有することを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、絶縁層及び導体層をそれぞれ１層以上積層した積層体上に、複数の接続端子を各々露出する複数の第１の開口を有する第１の樹脂層を形成する工程と、複数の接続端子を各々露出し、複数の第１の開口よりも開口径の小さな複数の第２の開口を有する第２の樹脂層を第１の樹脂層上に形成する工程とを、この順に有している。このため、第２の樹脂層の複数の第２の開口近傍の表面に、複数の第２の開口に向かうにしたがって積層体に近づく傾斜面を形成することができる。この結果、開口内にフラックスが流れ込みやすく、開口内に十分な量のフラックスを供給することができる。

本発明の他の態様においては、前記複数の接続端子は、前記第１の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、複数の接続端子は、第１の樹脂層よりも厚みが薄いので、接続端子の表面が第１の樹脂層の表面よりも低い位置となる。このため、第２の樹脂層に傾斜面を効果的に形成することができる。

本発明の他の態様においては、前記第１の樹脂層は、前記第２の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする。

本発明の他の態様においては、前記第１の樹脂層は、前記複数の接続端子の側面を前記複数の第１の開口から各々露出させた状態で前記積層体上に形成されることを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、複数の接続端子は、側面が複数の第１の開口から各々露出しているので、傾斜面の勾配をさらに大きくできる。このため、第２の開口内に向かってフラックスが傾斜面をより流れやすくなる。この結果、開口内に十分な量のフラックスを確保することができる。

以上説明したように、本発明によれば、半田ボールが搭載される開口近傍の表面に傾斜面を有し、開口内にフラックスが供給されやすい配線基板及び配線基板の製造方法を提供することができる。

実施形態に係る配線基板の断面図。実施形態に係る配線基板の拡大断面図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。実施形態に係る配線基板の製造工程図。実施形態に係る配線基板にソルダーレジストを塗布した断面図。比較例に係る配線基板の断面図。その他の実施形態に係る配線基板の拡大断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施形態に係る配線基板は、あくまでも例示であって、導体層と樹脂絶縁層とをそれぞれ少なくとも１層有する配線基板であれば特に限定されるものではない。また、コア基板の片面に導体層と樹脂絶縁層とが積層された片面基板を例に実施形態に係る配線基板を説明しているが、配線基板は片面基板に限られない。実施形態に係る配線基板をコア基板の両面に導体層と樹脂絶縁層とが積層された両面基板としてもよい。また。コア基板を有しない配線基板としてもよい。

（実施形態）
図１は、実施形態に係る配線基板１００の断面図である。図２は、配線基板１００の接続端子Ｔの近傍を含む領域の拡大断面図である。以下、図１及び図２を参照して、配線基板１００の構成について説明する。

（配線基板１００の構成）
配線基板１００は、コア基板１１０と、第１の絶縁層１２０と、第１の導体層１３０と、第１のビア導体Ｖ１と、第２の絶縁層１４０と、第２の導体層１５０と、第２のビア導体Ｖ２と、樹脂層１６０とを備える。なお、第１の絶縁層１２０、第１の導体層１３０、第１のビア導体Ｖ１、第２の絶縁層１４０は積層体を構成する。

コア基板１１０は、耐熱性樹脂板（たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や、繊維強化樹脂板（たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成された板状の樹脂製基板である。コア基板１１０の表面には、コア配線Ｍ１が形成されている。

コア配線Ｍ１の上層には、熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させて形成された第１の絶縁層１２０が形成されている。第１の絶縁層１２０の表面には、配線Ｌ１を含む第１の導体層１３０が無電解銅めっき及び電解銅めっきにより形成されている。コア配線Ｍ１及び第１の導体層１３０は、第１の絶縁層１２０に形成されたビアホール１２０ｈに充填されたビア導体Ｖ１により電気的に接続されている。

また、第１の導体層１３０の上層には、熱硬化性樹脂組成物を熱硬化させて形成された第２の絶縁層１４０が形成されている。第２の絶縁層１４０の表面には、接続端子Ｔ及び配線Ｌ２を含む第２の導体層１５０が無電解銅めっき及び電解銅めっきにより形成されている。第１の導体層１３０及び第２の導体層１５０は、第２の絶縁層１４０に形成されたビアホール１４０ｈに充填されたビア導体Ｖ２により電気的に接続されている。接続端子Ｔは、配線基板１００に搭載する半導体チップ（不図示）を接続するためのパッドである。

さらに、第２の導体層１５０上には、接続端子Ｔの少なくとも一部を露出させる開口１６０ａを有する樹脂層１６０が形成されている。以下、樹脂層１６０の構成について、図２を参照して説明する。

図２に示すように、樹脂層１６０は、第１の樹脂層１６１上に第２の樹脂層１６２が積層されて形成されている。第１の樹脂層１６１は、接続端子Ｔを各々露出する複数の第１の第１の開口１６１ａを有する。ここで、第１の開口１６１ａの内径Ｄ２は、接続端子Ｔの外径Ｄ１よりも大きい。このため、接続端子Ｔの側面Ｓ１は、第１の開口１６１ａから露出している。

また、第２の樹脂層１６２は、接続端子Ｔを各々露出する複数の第２の開口１６２ａを有する。ここで、第２の開口１６２ａの内径Ｄ３は、第１の開口１６１ａの内径Ｄ２よりも小さい。また、第２の開口１６２ａの内径Ｄ３は、接続端子Ｔの外径Ｄ１よりも小さい。

すなわち、接続端子Ｔの外径Ｄ１、第１の開口１６１ａの内径Ｄ２及び第２の開口１６２ａの内径Ｄ３は、以下の（１）式の関係を有する。
第１の開口１６１ａの内径Ｄ２＞接続端子Ｔの外径Ｄ１＞第２の開口１６２ａの内径Ｄ３・・・（１）

このため、接続端子Ｔの側面Ｓ１は、第２の樹脂層１６２により覆われ、接続端子Ｔの表面Ｓ２が第２の開口１６２ａから露出する。

また、接続端子Ｔの厚みＴ１は、第１の樹脂層１６１の厚みＴ２よりも薄く、第２の樹脂層１６２の厚みＴ３は、第１の樹脂層１６１の厚みＴ２よりも薄くなっている。すなわち、接続端子Ｔの厚みＴ１、第１の樹脂層１６１の厚みＴ２及び第２の樹脂層１６２の厚みＴ３は、以下の（２）式、（３）式の関係を有する。
第１の樹脂層１６１の厚みＴ２＞接続端子Ｔの厚みＴ１・・・（２）
第１の樹脂層１６１の厚みＴ２＞第２の樹脂層１６２の厚みＴ３・・・（３）
なお、本明細書において、第２の樹脂層１６２の厚みＴ３は後述する傾斜面１６２ｓよりも外側の領域における厚みを意味する。

さらに、第２の樹脂層１６２は、第２の開口１６２ａ近傍の表面が、第２の開口１６２ａに向かうにしたがって積層体に近づく傾斜面１６２ｓを有している。

（配線基板の製造方法）
図３，図４は、実施形態に係る配線基板１００の製造工程を示す図である。以下、図３，図４を参照して、配線基板１００の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、配線基板１００の樹脂層１６０の製造方法についてのみ説明し、配線基板１００の他の部分については、製造方法の説明を省略する。また、図１，図２を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

接続端子Ｔ及び配線Ｌ２を含む導体層１５０の表面に、第１の樹脂層１６１となるフィルム状のソルダーレジストをプレスして積層する（図３（ａ）参照）。なお、第１の樹脂層１６１の厚みＴ２が接続端子Ｔの厚みＴ１よりも厚くなるように、積層するソルダーレジストの厚みを調整しておく。

次に、積層した第１の樹脂層１６１となるソルダーレジストを露光・現像して第１の開口１６１ａを形成する（図３（ｂ）参照）。なお、第１の開口１６１ａの内径Ｄ２は、接続端子Ｔの外径Ｄ１よりも大きくする。第１の開口１６１ａの内径Ｄ２を接続端子Ｔの外径Ｄ１よりも大きくすることで、接続端子Ｔの側面Ｓ１と第１の樹脂層１６１との間に隙間Ｇ１が形成され、接続端子Ｔの側面Ｓ１が露出する。

次に、第１の樹脂層１６１の表面１６１ｓに、第２の樹脂層１６２となるフィルム状のソルダーレジストをプレスして積層する（図４（ａ）参照）。なお、第２の樹脂層１６２の厚みＴ３が第１の樹脂層１６１の厚みＴ２よりも薄くなるように、積層するソルダーレジストの厚みを調整しておく。

ここで、配線基板１００は、接続端子Ｔの厚みＴ１が、第１の樹脂層１６１の厚みＴ２よりも薄くなっている。また、接続端子Ｔの側面Ｓ１と第１の樹脂層１６１との間には、隙間Ｇ１が形成されている。このため、第１の樹脂層１６１の表面に第２の樹脂層１６２となるフィルム状のソルダーレジストをプレスすると、接続端子Ｔの表面Ｓ２上の第２の樹脂層１６２が、接続端子Ｔの厚みＴ１と第１の樹脂層１６１の厚みＴ２との差（Ｔ２−Ｔ１）だけ他の部分よりも低くなる。さらに、隙間Ｇ１にもソルダーレジストが入り込むため、第２の樹脂層１６２の表面が他の部分よりも低くなる。この結果、第２の樹脂層１６２の第２の開口１６２ａ近傍の表面には、第２の開口１６２ａに向かうにしたがって積層体に近づく傾斜面１６２ｓが形成される。

次に、第２の樹脂層１６２となる積層したソルダーレジストを露光・現像して第２の開口１６２ａを形成する（図４（ｂ）参照）。なお、第２の開口１６２ａの内径Ｄ３は、接続端子Ｔの外径Ｄ１よりも小さくする。第２の開口１６２ａの内径Ｄ３を接続端子Ｔの外径Ｄ１よりも小さくすることで、接続端子Ｔの表面Ｓ２の一部だけが第２の樹脂層１６２から露出する。

図５は、上記のようにして製造した実施形態に係る配線基板１００にソルダーレジストを塗布した断面図である。図５に示すように、配線基板１００は、第２の樹脂層１６２の第２の開口１６２ａ近傍の表面に、第２の開口１６２ａに向かうにしたがって積層体に近づく傾斜面１６２ｓが形成されている。

このため、配線基板１００にフラックスＳを塗布すると、傾斜面１６２ｓにより、フラックスＳが第２の開口１６２ａ内に流れ込みやすくなる。すなわち、フラックスＳが第２の開口１６２ａ内に供給されやすくなる。この結果、第２の開口１６２ａ内に十分な量のフラックスＳを確保することができる。

図６は、比較例に係る配線基板２００の断面図である。図６に示す配線基板２００は、実施形態に係る配線基板１００と異なり、樹脂層１６０の開口１６０ａ近傍の表面１６０ｓに、開口１６０ａに向かうにしたがって積層体に近づく傾斜面が形成されていない。このため、フラックスＳが開口１６０ａ内に流れ込みにくい。この結果、開口１６０ａ内に十分な量のフラックスＳを確保することができない。

以上のように、実施形態に係る配線基板１００は、第２の樹脂層１６２の第２の開口１６２ａ近傍の表面に、第２の開口１６２ａに向かうにしたがって積層体に近づく傾斜面１６２ｓが形成されている。このため、配線基板１００にフラックスを塗布すると、傾斜面１６２ｓにより、フラックスが第２の開口１６２ａ内に流れ込みやすくなる。

この結果、第２の開口１６２ａ内に十分な量のフラックスを確保することができ、フラックス不足による接続端子Ｔと半田ボール（不図示）との接続不具合を抑制することができる。さらに、傾斜面１６２ｓは、半田ボールを第２の開口１６２ａ内へと案内する案内部としても機能するため、半田ボールが第２の開口１６２ａ内に充填されない、いわゆるミッシングボールの発生を抑制することができる。また、傾斜面１６２ｓにより、見かけ上の開口径が大きくなるため、開口１６２ａの内径Ｄ３よりも外径（直径）の大きな半田ボールを接続端子Ｔに接続することが容易となる。

さらに、第１の樹脂層１６１と、第２の樹脂層１６２とで異なる種類や色調のソルダーレジストを用いることもできる。例えば、配線基板１００の色調が指定されている場合でも、第２の樹脂層１６２に指定された色調のソルダーレジストを用い、第１の樹脂層１６１に、指定された色調とは異なるが、より特性（例えば、密着性や耐熱性）の優れたソルダーレジストを用いることができる。このため、色調等の指定にかかわらず、最適なソルダーレジストを用いることができ、配線基板１００の特性が向上する。

（他の実施形態）
なお、実施形態に係る配線基板１００では、図２に示すように、接続端子Ｔの側面Ｓ１が第２の樹脂層１６２により覆われている実施形態について説明した。しかし、図７（ａ）に示すように、第２の樹脂層１６２の第２の開口１６２ａの内径Ｄ３を、接続端子Ｔの外径Ｄ１よりも大きくしてもよい。この場合、接続端子Ｔの側面Ｓ１と第２の樹脂層１６２との間に隙間Ｇ２が形成される。

また、実施形態に係る配線基板１００では、樹脂層１６０を第１，第２の樹脂層１６１，１６２の２層で構成しているが、図７（ｂ）に示すように、より多数（３層以上）の樹脂層を積層して樹脂層１６０を構成してもよい。なお、図７（ｂ）では、樹脂層１６０を第１の樹脂層１６１〜第３の樹脂層１６３の３層で構成した例を示した。この場合、最表面となる第３の樹脂層１６３の開口１６３ａの近傍に傾斜面１６３ｓが形成される。

実施形態に係る配線基板１００では、第２の樹脂層１６１に形成された第２の開口１６２ａ近傍の傾斜面１６２ｓとして直線状の断面が示されているが、傾斜面１６２ｓの形状は特に限定されるものではなく、第２の開口１６２ａに向かうにしたがって積層体に近づく形状であれば、曲線状の断面であってもよい。

１００…実施形態に係る配線基板、１１０…コア基板、１２０，１４０…絶縁層、１２０ｈ，１４０ｈ…ビアホール、１３０，１５０…導体層、１６０…樹脂層、１６０ａ…開口、１６０ｓ…表面、１６１…第１の樹脂層、１６１ａ…第１の開口、１６１ｓ…表面、１６２…第２の樹脂層、１６２ａ…第２の開口、１６２ｓ…傾斜面、２００…比較例に係る配線基板、Ｄ１〜Ｄ３…直径、Ｇ１，Ｇ２…隙間、Ｌ１，Ｌ２…配線、Ｍ１…コア配線、Ｓ１…側面、Ｓ２…表面、Ｔ…接続端子、Ｖ１，Ｖ２…ビア導体。

Claims

絶縁層及び導体層がそれぞれ１層以上積層された積層体と、
前記積層体上に形成された複数の接続端子と、
前記積層体上に積層され、前記複数の接続端子を各々露出する複数の第１の開口を有する第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層上に積層され、前記複数の接続端子を各々露出し、前記複数の第１の開口よりも開口径が小さい複数の第２の開口を有する第２の樹脂層と、
を備え、
前記第２の樹脂層は、前記複数の第２の開口近傍の表面が、前記複数の第２の開口に向かうにしたがって前記積層体に近づく傾斜面を有することを特徴とする配線基板。
前記複数の接続端子は、前記第１の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
前記第２の樹脂層は、前記第１の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板。
前記複数の接続端子は、側面が前記複数の第１の開口から各々露出していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の配線基板。
絶縁層及び導体層をそれぞれ１層以上積層して積層体を形成する工程と、
前記積層体上に複数の接続端子を形成する工程と、
前記複数の接続端子を各々露出する複数の第１の開口を有する第１の樹脂層を前記積層体上に形成する工程と、
前記複数の接続端子を各々露出し、前記複数の第１の開口よりも開口径の小さな複数の第２の開口を有する第２の樹脂層を前記第１の樹脂層上に形成する工程と、
をこの順に有することを特徴とする配線基板の製造方法。
前記複数の接続端子は、前記第１の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする請求項５に記載の配線基板の製造方法。
前記第１の樹脂層は、前記第２の樹脂層よりも厚みが薄いことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の配線基板の製造方法。
前記第１の樹脂層は、前記複数の接続端子の側面を前記複数の第１の開口から各々露出させた状態で前記積層体上に形成されることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。