JP2015181142A - 配線基板及びその製造方法、絶縁層の表面改質方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層の最表面に生じる残渣を低減し信頼性を向上させた配線基板等を提供する。
【解決手段】本配線基板は、絶縁層と、前記絶縁層から露出するパッドと、を有し、前記絶縁層の最表面は、シリコーンをスタンプすることによって疎水性に改質されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板及びその製造方法、絶縁層の表面改質方法に関する。

最外層となる絶縁層と、この絶縁層から露出するパッドとを有する配線基板が知られている。パッド上には、半導体チップ等と接続するための接続端子が形成される。接続端子としては、例えば、はんだバンプ等が用いられる。

パッド上にはんだバンプを形成するには、例えば、絶縁層から露出するパッド上にペースト状のはんだ（クリームはんだ等）を塗布し、リフローによりはんだを加熱溶融させる。必要に応じ、その後、はんだバンプが形成された基板を洗浄することで、配線基板が完成する。

特開２０１１−１９９１７９号公報

しかしながら、絶縁層から露出するパッド上にペースト状のはんだ（クリームはんだ等）を塗布する際、はんだの一部が絶縁層の最表面に付着する場合がある。なお、最表面とは、配線基板の最も外側に位置する２つの主面の一方又は双方を指す。

絶縁層の最表面に付着したはんだがリフロー時にパッド上に流れ込めばよいが、絶縁層の最表面の濡れ性がよい場合（絶縁層の最表面が親水性である場合）、絶縁層の最表面に付着したはんだの一部がパッド上に流れ込まず、絶縁層の最表面で凝固して残渣となる場合がある。

絶縁層の最表面に生じたはんだの残渣は、他の工程等で絶縁層の最表面から離脱し、電子部品やコネクタ等のピン間を短絡させたり、配線間を短絡させたりする要因となり、配線基板の信頼性を低下させる。

又、クリームはんだ等に含有されていたフラックスの残渣が絶縁層の最表面に付着する場合もある。フラックスの残渣は、リーク電流を引き起こして絶縁不良を発生させたり、コネクタ等の接点に混入して接触不良を発生させたりする要因となり、配線基板の信頼性を低下させる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、絶縁層の最表面に生じる残渣を低減し信頼性を向上させた配線基板等を提供することを課題とする。

本配線基板は、絶縁層と、前記絶縁層から露出するパッドと、を有し、前記絶縁層の最表面は、シリコーンをスタンプすることによって疎水性に改質されていることを要件とする。

開示の技術によれば、絶縁層の最表面に生じる残渣を低減し信頼性を向上させた配線基板等を提供できる。

第１の実施の形態に係る配線基板を例示する部分断面図である。 絶縁層の表面を疎水性に改質する方法を例示する図（その１）である。 絶縁層の表面を疎水性に改質する方法を例示する図（その２）である。 絶縁層の表面を疎水性に改質した場合の効果について説明する図である。 比較例に係る配線基板を例示する部分断面図である。 第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する部分断面図である。 第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する部分断面図である。 第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板を例示する部分断面図である。 実施例１のＤＣＡの測定結果をまとめたグラフである。 実施例１のＳＥの測定結果をまとめたグラフである。 実施例２で得られた結果を示す顕微鏡写真である。 第２の実施の形態に係る配線基板にはんだバンプを形成する工程を例示する図（その１）である。 第２の実施の形態に係る配線基板にはんだバンプを形成する工程を例示する図（その２）である。 実施例３で得られた結果を示す顕微鏡写真（その１）である。 実施例３で得られた結果を示す顕微鏡写真（その２）である。 実施例４で得られた結果を示す顕微鏡写真である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 ［第１の実施の形態に係る配線基板の構造］
まず、第１の実施の形態に係る配線基板の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る配線基板を例示する部分断面図であり、一方の側の最外層近傍のみを図示している。図１を参照するに、配線基板１は、絶縁層１５と、パッド１６と、ソルダーレジスト層１７とを有する。絶縁層１５の下層には、他の配線層や絶縁層、コア層等の任意の層を形成することができる。絶縁層１５の下層に、樹脂を主成分とする層、シリコンを主成分とする層、セラミックを主成分とする層等が含まれていてもよい。

なお、本実施の形態では、便宜上、配線基板１のソルダーレジスト層１７側を上側又は一方の側、絶縁層１５側を下側又は他方の側とする。又、各部位のソルダーレジスト層１７側の面を上面又は一方の面、絶縁層１５側の面を下面又は他方の面とする。但し、配線基板１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を絶縁層１５の上面１５ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を絶縁層１５の上面１５ａの法線方向から視た形状を指すものとする。

絶縁層１５は、例えば、エポキシ系樹脂を主成分とする絶縁性樹脂等により形成されている。絶縁層１５は、シリカ（ＳｉＯ_２）等のフィラーを含有しても構わない。絶縁層１５の厚さは、例えば１５〜３５μｍ程度とすることができる。

パッド１６は、絶縁層１５の上面１５ａに形成されている。パッド１６の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。パッド１６の厚さは、例えば、１０〜３０μｍ程度とすることができる。

ソルダーレジスト層１７は、配線基板１の一方の側の最外層となる絶縁層であり、絶縁層１５の上面１５ａに、パッド１６を覆うように形成されている。ソルダーレジスト層１７の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、熱又は光硬化性の感光性樹脂組成物等の絶縁材料を用いることができる。熱又は光硬化性の感光性樹脂組成物の例としては、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等を挙げることができる。ソルダーレジスト層１７の厚さは、例えば１５〜３５μｍ程度とすることができる。

ソルダーレジスト層１７は、開口部１７ｘを有し、開口部１７ｘの底部にはパッド１６の上面の一部が露出している。開口部１７ｘ内に露出するパッド１６は外部接続端子となる部分であり、例えば、はんだや導電性ペースト等の導電材料を介して、半導体チップや他の配線基板等と接続することができる。

開口部１７ｘの平面形状は例えば円形とすることができ、その場合の直径は、接続対象である半導体チップや他の配線基板等に合わせて任意に設計することができる。なお、第１の実施の形態では、ソルダーレジスト層１７は、パッド１６の上面の外周部にオーバーハングしている（張り出している）。言い換えれば、ソルダーレジスト層１７の開口部１７ｘ側の端部は、パッド１６の上面の外周部を環状に被覆している。

ソルダーレジスト層１７の上面１７ａ（最表面）は、疎水性に改質されている（矢印Ｒは疎水性であることを模式的に示している）。ソルダーレジスト層１７の開口部１７ｘの内壁面が上面１７ａと同様に疎水性に改質されていてもよい。このように、配線基板１は、表面（上面１７ａ、又は、上面１７ａ及び開口部１７ｘの内壁面）が疎水性に改質された（濡れ性が調節された）ソルダーレジスト層１７を有している。なお、ソルダーレジスト層１７は、下層（例えば、パッド１６）の凹凸状構造を反映して形成されるため、必ずしも上面１７ａは平坦でなくてもよい。

［絶縁層の表面を疎水性に改質する表面改質方法］
次に、絶縁層の表面を疎水性に改質する表面改質方法について説明する。ここでは、一例として、図１に示した配線基板１のソルダーレジスト層１７の表面を疎水性に改質する方法を示す。ソルダーレジスト層１７の表面は、シリコーンでスタンプすることにより、疎水性に改質できる。以下、図２及び図３を参照しながら具体的に説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、周知の方法により、配線基板１を作製する。この時点では、ソルダーレジスト層１７の表面は疎水性に改質されていない。ソルダーレジスト層１７の表面は、例えば、親水性である。

次に、図２（ｂ）に示すように、スタンプ治具１１０の下面にシート状のシリコーン１２０を取り付けたシリコーンスタンプ１００を準備する。シリコーンスタンプ１００のスタンプ面１２０ａは、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａを一回の押圧で改質できるよう、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａと略同形状、又は、一回り大きな形状とすることが好ましい。ここでは、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａは矩形状であるから、例えば、スタンプ面１２０ａをソルダーレジスト層１７の上面１７ａと略同形状の矩形状、又は、一回り大きな矩形状とすることができる。

但し、スタンプするシリコーン１２０の形状や構造には特に制限はなく、ソルダーレジスト層１７の表面の所定の領域をスタンプできる形状や構造を持つものであれば任意としてよい。スタンプするための方法や装置に適合させて、例えば板状や棒状等の任意の形状や構造を適宜選択することができる。

又、シリコーン１２０のスタンプ面１２０ａの形状も特に制限はなく、ソルダーレジスト層１７の表面の所定の領域をスタンプすることができる形状であればよい。例えば、シリコーン１２０のスタンプ面１２０ａは平面状や曲面状、それらを組み合わせた形状等を含む任意の形状の面とすることができる。或いは、開口部１７ｘの近傍のみを改質したい場合には、スタンプ面１２０ａに開口部１７ｘの近傍のみと接するようなドット状（水玉模様）、ストライプ状（縞模様）、メッシュ状（網目模様）等の突起を形成してもよい。

又、スタンプする方法についても特に限定はない。例えば、前述のように、１つのスタンプ面１２０ａを備えたシリコーンスタンプ１００を用いてもよいし、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａよりも小面積のスタンプ面を備えたシリコーンスタンプを作製し、上面１７ａの異なる領域を順番に押圧してもよい。この際、スタンプ面の形状等が異なる複数種類のシリコーンスタンプを作製してもよい。

次に、図３（ａ）に示すように、シリコーンスタンプ１００のスタンプ面１２０ａとソルダーレジスト層１７の上面１７ａとを対向させて、シリコーンスタンプ１００を矢印Ｐ方向に移動させ、両者を所定の圧力で所定の時間接触（圧着）させる。その後、必要に応じ、所定の時間加熱してもよい。所定の時間加熱することにより、後述の共有結合を更に強化することができる。

この場合、加熱温度や加熱時間はシリコーン１２０及びソルダーレジスト層１７の種類、改質する領域の形状、望ましい改質の程度等に応じて最適化することが可能である。加熱温度は、例えば、常温〜２７０℃程度の範囲とすることができるが、２６０℃程度とすることが好ましい。又、加熱時間は、例えば、０〜５分程度の範囲とすることができるが、３分程度とすることが好ましい。

なお、シリコーンは可塑性（軟性、又は弾性）を有する材料であるから、圧力等の最適化により、図３（ｂ）のように凹凸形状に沿って変形させることができる。これにより、絶縁層の表面が平坦でない場合にも、絶縁層の表面の所望の領域を疎水化することができる。

図３（ａ）又は図３（ｂ）の状態で所定の時間が経過後、シリコーンスタンプ１００を取り外す。これにより、ソルダーレジスト層１７の表面（上面１７ａ、又は、上面１７ａ及び開口部１７ｘの内壁面）において、シリコーンスタンプ１００のスタンプ面１２０ａと接触していた領域が疎水性に改質される。例えば、図３（ａ）の場合にはソルダーレジスト層１７の上面１７ａのみを疎水性に改質することができ、図３（ｂ）の場合にはソルダーレジスト層１７の上面１７ａ及び開口部１７ｘの内壁面を疎水性に改質することができる。

図３（ａ）又は図３（ｂ）において付加される圧力の範囲は、シリコーン１２０及びソルダーレジスト層１７の種類、改質する領域の形状、望ましい改質の程度等に応じて最適化することが可能である。付加される圧力は、使用するシリコーン１２０の厚さ等により適宜選択され、好ましくは３０〜１２０ｋｇ／ｃｍ^２程度の範囲とすることができる。

このように、ソルダーレジスト層１７の表面の疎水性に改質された領域は、シリコーンスタンプ１００のスタンプ面１２０ａでスタンプされた領域である。しかし、疎水性に改質された領域には実質的に厚さのある構造が設けられているのではなく、ソルダーレジスト層１７の表面の一部が改質されているものである。ソルダーレジスト層１７の表面の改質とは、限定されるものではないが、次のように説明され得る。

すなわち、シリコーン１２０の含有成分と、ソルダーレジスト層１７の表面の成分との間に物理的又は化学的（或いは、物理的及び化学的）な作用が生じる。そして、その作用により、ソルダーレジスト層１７の表面（表面近傍領域を含む）の親水性基又は疎水性基の種類と数の一方又は双方が変更される。

シリコーン１２０中に含有される成分としては、例えば、低分子や中分子量のオリゴマー（シロキサンオリゴマー）が挙げられる。このオリゴマーとソルダーレジスト層１７の表面上の水酸基やカルボン酸基とが反応して共有結合を形成し、強い親水性基である水酸基やカルボン酸基を強い疎水性基へ変更することが可能となる。又、形成された共有結合は、適切な温度と時間で加熱処置することで更に完全に近くなり、場合により更に強い共有結合を形成することとなる。但し、共有結合が形成された領域には、実質的に厚さのある構造が設けられているのではない。

又、改質された領域は、かかる強い共有結合性のために通常の溶媒洗浄等では除去されることはない。例えば、ソルダーレジスト層１７の表面に疎水性に改質された領域を形成後、種々の処理のためにアルコール等の溶媒で表面を洗浄しても、改質された領域が除去されることはない。又、ソルダーレジスト層１７の平坦な表面だけでなく、前述のような下層の凹凸状構造を反映した平坦でない表面も、同様の方法で疎水性に改質することができる。これは、可塑性（軟性、又は弾性）を有するシリコーン１２０をソルダーレジスト層１７にスタンプ（押し付ける）することにより、初めて可能となるものである。

このように、ソルダーレジスト層１７の疎水性に改質された領域は実質的な厚さを持つ構造を有しない。又、ソルダーレジスト層１７の表面の成分分析により、シリコン、酸素、炭素等の元素が存在することが測定できる。又、ソルダーレジスト層１７の疎水性に改質された領域を溶媒で洗浄しても除去されない。これらは、濡れ角の測定、顕微鏡での表面や断面の観察、表面や断面の元素分析（EDEX等）等を用いて確認することができる。

本実施の形態に係る表面改質方法で使用可能なシリコーンは、当該技術分野で汎用されるシリコーンであれば特に制限はない。例えばジアルキルシロキサンを重合したポリジアルキルシロキサン等のポリマーが含まれ、特にジメチルポリシロキサンが挙げられる。更に、汎用のシリコーンには直鎖状や環状のモノマー、オリゴマー等の低分子量のシロキサンが種々の量で含まれることが知られている。これらのシリコーンは種々市販されており、本実施の形態に係る表面改質方法では、それら市販品を入手し、そのまま使用することも可能である。

又、本実施の形態に係る表面改質方法で使用されるシリコーンは適切な範囲の可塑性（軟性、又は弾性）を有することが好ましい。これにより、前述のように、ソルダーレジスト層表面の複雑な形状に応じて、場合により適切な圧力を付加することで全ての表面に均一にスタンプし得る。更に、可塑性の程度は、スタンプするソルダーレジスト層の材料、表面形状、スタンプの際の温度等により適宜選択することが可能である。

［絶縁層の表面を疎水性に改質した場合の効果］
次に、絶縁層の表面を疎水性に改質した場合の効果について説明する。ここでは、一例として、図１に示した配線基板１のソルダーレジスト層１７の上面１７ａを疎水性に改質し、その後、開口部１７ｘ内に露出するパッド１６上にはんだバンプ２５を形成する場合について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、開口部１７ｘ内に露出するパッド１６上に、ペースト状のはんだ２０（クリームはんだ等）を塗布する。この際、はんだ２０を開口部１７ｘ内のみに塗布することは困難であるため、はんだ２０の一部はソルダーレジスト層１７の上面１７ａの開口部１７ｘ近傍にも塗布される。

次に、はんだ２０を塗布した配線基板１をリフロー炉に入れ、所定温度（例えば、２００〜２５０℃程度）に加熱してはんだ２０を溶融させ、その後温度を下げて凝固させ、図４（ｂ）に示すように、はんだバンプ２５を形成する。

ここで、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａは、疎水性に改質されている。すなわち、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａは、はんだの濡れ性が悪い状態に改質されている。そのため、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａで溶融したはんだ２０は、上面１７ａに弾かれて開口部１７ｘ内に集まり凝固する。すなわち、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａを疎水性に改質することにより、上面１７ａには溶融したはんだ２０が付着し難くなるため、上面１７ａに凝固後のはんだ２０の残渣が生じるおそれを低減できる。

図５は、比較例に係る配線基板を例示する部分断面図である。図５に示す配線基板１Ｘでは、本実施の形態に係る配線基板１とは異なり、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａが疎水性に改質されていない。すなわち、配線基板１Ｘでは、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａは、配線基板１に比べて、はんだの濡れ性が良い状態となっている。

そのため、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａで溶融したはんだ２０の多くは開口部１７ｘ内に集まるものの、一部は上面１７ａに弾かれず、上面１７ａに付着したままの状態になる。その後、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａで凝固したはんだ２０は、上面１７ａに付着した残渣となる。ソルダーレジスト層１７の上面１７ａに生じた凝固後のはんだ２０の残渣は、他の工程等で上面１７ａから離脱し、電子部品やコネクタ等のピン間を短絡させたり、配線間を短絡させたりする要因となる。

一方、本実施の形態に係る配線基板１では、上記のように、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａを疎水性に改質することにより、上面１７ａに凝固後のはんだ２０の残渣が生じるおそれを低減している。その結果、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａに生じた凝固後のはんだ２０の残渣が、他の工程等で電子部品のピン間を短絡させたり、配線間を短絡させたりするおそれを低減できる。すなわち配線基板１の信頼性を向上できる。

なお、はんだ２０に代えて銀ペースト等の導電性ペーストを用いた場合にも同様の効果を奏する。又、ペースト状のはんだ２０にはフラックスが含有されている場合があるが、疎水性に改質された上面１７ａにはフラックスの残渣も生じ難く、仮に残渣が生じたとしても、その後のフラックス洗浄工程で容易に除去することができる。

一方、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａが疎水性に改質されていない場合には、上面１７ａにフラックスの残渣が強固に付着するため、その後のフラックス洗浄工程でもフラックスの残渣を完全に除去することは容易ではない。その結果、フラックスの残渣がリーク電流を引き起こして絶縁不良を発生させたり、コネクタ等の接点に混入して接触不良を発生させたりする要因となり、配線基板の信頼性を低下させる。

本実施形態に係る配線基板１では、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａが疎水性に改質され、フラックスの残渣が生じ難いため、このような問題を回避でき、信頼性を向上できる。

〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、ソルダーレジスト層の開口部がパッドの全体を露出する配線基板の例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

図６は、第１の実施の形態の変形例１に係る配線基板を例示する部分断面図であり、一方の側の最外層近傍のみを図示している。配線基板１（図１参照）では、ソルダーレジスト層１７は、パッド１６の上面の外周部にオーバーハングしていた（張り出していた）。言い換えれば、ソルダーレジスト層１７の開口部１７ｘ側の端部は、パッド１６の上面の外周部を環状に被覆していた。これに対し、図６に示す配線基板１Ａでは、ソルダーレジスト層１７の開口部１７ｙは、パッド１６の表面全体を露出すると共に、パッド１６の周囲の絶縁層１５の上面１５ａも露出している。

配線基板１Ａに対して、例えば、シリコーンスタンプ１００を図３（ｂ）のようにスタンプすることで、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａ（最表面）、開口部１７ｙの内壁面、及び開口部１７ｙ内に露出する絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質できる。これにより、第１の実施の形態と同様に、ソルダーレジスト層１７の上面１７ａ、開口部１７ｙの内壁面、及び開口部１７ｙ内に露出する絶縁層１５の上面１５ａには、凝固後のはんだ２０の残渣が生じない。その結果、第１の実施の形態と同様に、凝固後のはんだ２０の残渣が、他の工程等で電子部品のピン間を短絡させたり、配線間を短絡させたりすることを防止できる。又、フラックスに対する効果も第１の実施の形態と同様である。

〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、ソルダーレジスト層が形成されていない配線基板の例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

図７は、第１の実施の形態の変形例２に係る配線基板を例示する部分断面図であり、一方の側の最外層近傍のみを図示している。配線基板１（図１参照）では、絶縁層１５の上面１５ａにはパッド１６を選択的に露出するソルダーレジスト層１７が形成されていた。これに対し、図７に示す配線基板１Ｂでは、絶縁層１５の上面１５ａ（最表面）にパッド１６が形成されているが、ソルダーレジスト層１７は形成されていない。

配線基板１Ｂに対して、例えば、シリコーンスタンプ１００を図３（ａ）のようにスタンプすることで、絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質できる。これにより、第１の実施の形態と同様に、絶縁層１５の上面１５ａには、凝固後のはんだ２０の残渣が生じない。その結果、第１の実施の形態と同様に、絶縁層１５の上面１５ａに生じた凝固後のはんだ２０の残渣が、他の工程等で電子部品のピン間を短絡させたり、配線間を短絡させたりすることを防止できる。又、フラックスに対する効果も第１の実施の形態と同様である。

〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、ソルダーレジスト層が形成されていない配線基板の他の例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

図８は、第１の実施の形態の変形例３に係る配線基板を例示する部分断面図であり、一方の側の最外層近傍のみを図示している。図８に示す配線基板１Ｃでは、絶縁層１５の上面１５ａ（最表面）にソルダーレジスト層１７は形成されていない。又、配線基板１Ｃでは、絶縁層１５の上面１５ａに、パッド１６の上面を底面とする凹部１５ｘが形成されている。言い換えれば、パッド１６の上面は絶縁層１５の上面１５ａよりも窪んだ位置に露出している。但し、配線基板１Ｃにおいて、パッド１６の上面は絶縁層１５の上面１５ａと面一であってもよい（この場合には、凹部１５ｘは形成されない）。

配線基板１Ｃに対して、例えば、シリコーンスタンプ１００を図３（ａ）又は図３（ｂ）のようにスタンプすることで、絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質できる。これにより、第１の実施の形態と同様に、絶縁層１５の上面１５ａには、凝固後のはんだ２０の残渣が生じない。その結果、第１の実施の形態と同様に、絶縁層１５の上面１５ａに生じた凝固後のはんだ２０の残渣が、他の工程等で電子部品のピン間を短絡させたり、配線間を短絡させたりすることを防止できる。又、フラックスに対する効果も第１の実施の形態と同様である。

第１の実施の形態の変形例２や変形例３で示したように、シリコーンスタンプは、所謂ソルダーレジスト層のみではなく、例えば、ビルドアップ基板を構成する絶縁層等に対しても適用でき、それらの表面を疎水性に改質することができる。なお、本願では、所謂ソルダーレジスト層（例えば、ソルダーレジスト層１７）や、ビルドアップ基板を構成する絶縁層（例えば、絶縁層１５）等を含めて、単に絶縁層と称する場合がある。

［実施例１］
まず、寸法（横４０ｍｍ、縦４０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）の基板を６枚用意した。そして、用意した各基板の片面全面に、ロールコート法を用いてエポキシ系樹脂を塗布し、室温で約１２時間乾燥させた後、約１５０℃の加熱炉で加熱して硬化させ、層厚約２０μｍのソルダーレジスト層Ａを形成した。

次に、シリコーンシート（縦６０ｍｍ、横１２０ｍｍ、厚さ１ｍｍ；株式会社ワコム製作所製）を加工したシリコーン１２０（縦４０ｍｍ、横４０ｍｍ、高さ３０ｍｍ）をスタンプ治具１１０に取り付け、図２（ｂ）に示すシリコーンスタンプ１００を作製した。

そして、６枚中の３枚の基板において、ソルダーレジスト層Ａの上面にシリコーンスタンプを行った。具体的には、図３（ａ）と同様にして、ソルダーレジスト層Ａの上面にシリコーンスタンプ１００を１００ｋｇ／３秒間接触させた後、１５０℃で一定時間加熱した。又、比較例として、６枚中の残りの３枚の基板には、ソルダーレジスト層Ａの上面にシリコーンスタンプを行わなかった。

次に、協和界面科学株式会社製の全自動接触計を用いて、各基板のソルダーレジスト層Ａの上面に純水を塗布して動的接触角（ＤＣＡ）の測定を行った。又、Kaelble-Uv法に基づき、協和界面科学株式会社製の全自動接触計を用いて、各基板のソルダーレジスト層Ａの上面に純水とジヨードメタンを塗布して表面エネルギー（ＳＥ）の測定を行った。それぞれの結果を図９及び図１０に示す。

図９に示すように、シリコーンスタンプを行っていない場合（図中のスタンプ（無））の動的接触角（ＤＣＡ）は１０１（±２）であった。一方、シリコーンスタンプを行った場合（図中のスタンプ（有））の動的接触角（ＤＣＡ）は１１４（±２）となり、有意の差があることが示された。

又、図１０に示すように、シリコーンスタンプを行っていない場合（図中のスタンプ（無））の表面エネルギー（ＳＥ）は３４（±１）であった。一方、シリコーンスタンプを行った場合（図中のスタンプ（有））の表面エネルギー（ＳＥ）は３０（±１）となり、有意の差があることが示された。すなわち、シリコーンスタンプを行うことで、絶縁層の表面を疎水性に改質できること（濡れ性が悪くなること）が確認された。

［実施例２］
ソルダーレジスト層以外の樹脂材料においても改質効果を確認するために、実施例１と同様の基板を２枚用意した。そして、用意した各基板の片面全面に絶縁層Ｂを形成し、更に絶縁層Ｂの上面にパッドを形成して（ソルダーレジスト層は形成していない）、図７に相当する配線基板を作製した。絶縁層Ｂの材料としては、ＡＢＦ樹脂（エポキシ系樹脂）を用いた。又、パッドの材料としては、銅（Ｃｕ）を用いた。

そして、２枚中の１枚の基板において、絶縁層Ｂの上面にシリコーンスタンプを行った。具体的には、図３（ａ）と同様にして、絶縁層Ｂの上面にシリコーンスタンプ１００を５０ｋｇ／３秒間接触させた後、１５０℃で一定時間加熱した。又、比較例として、２枚中の残りの１枚の基板には、絶縁層Ｂの上面にシリコーンスタンプを行わなかった。

次に、各基板のパッドにペースト状のはんだを塗布し、リフロー炉に通して、はんだバンプＤを形成した。そして、顕微鏡を用いて、各基板について絶縁層Ｂの上面の顕微鏡写真を撮影した。それぞれの結果を図１１に示す。

図１１（ａ）に示すように、シリコーンスタンプを行った場合には、絶縁層Ｂの上面で溶融したはんだは、上面に弾かれてパッド上に集まって凝固し、はんだバンプＤとなる。そのため、絶縁層Ｂの上面には凝固後のはんだの残渣が生じない。一方、図１１（ｂ）に示すように、シリコーンスタンプを行っていない場合には、絶縁層Ｂの上面で溶融したはんだの多くはパッド上に集まって凝固し、はんだバンプＤとなる。しかしながら、はんだの一部は絶縁層Ｂの上面に弾かれず上面に付着したままの状態で凝固し、はんだの残渣Ｅが生じる。

このように、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）から、シリコーンスタンプを行うことで、絶縁層の表面を疎水性に改質することができ（濡れ性を悪くすることができ）、はんだの残渣が生じ難くなることが確認された。

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態とは異なる方法で配線基板にはんだバンプを形成する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

図１２及び図１３は、第２の実施の形態に係る配線基板にはんだバンプを形成する工程を例示する図である。まず、配線基板１Ｄを準備し、配線基板１Ｄに対して、例えば、シリコーンスタンプ１００を図３（ａ）又は図３（ｂ）のようにスタンプする。これにより、図１２（ａ）に示すように、配線基板１Ｄの絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質できる（矢印Ｒは疎水性であることを模式的に示している）。

なお、配線基板１Ｄは、配線基板１Ｃ（図８参照）と同様の形態であるが、配線基板１Ｃと比べてパッド１６が小径化及び狭ピッチ化されている。パッド１６の直径は、例えば、５０〜１００μｍ程度とすることができる。パッド１６のピッチは、例えば、１００〜１５０μｍ程度とすることができる。パッド１６は、例えば、エリアアレイ状に配置することができる。

次に、図１２（ｂ）に示すように、凹部１５ｘ内のパッド１６を露出する開口部２００ｘを備えたフラックス印刷用マスク２００を、絶縁層１５の上面１５ａに載置する。そして、フラックス印刷用マスク２００上にフラックス２１０を塗布し、夫々の凹部１５ｘ内のパッド１６の上面がフラックス２１０で被覆されるように、スキージ２２０をフラックス印刷用マスク２００上で矢印Ｈ方向（略水平方向）に移動させる。

次に、図１２（ｃ）に示すように、図１２（ｂ）に示すフラックス印刷用マスク２００を、絶縁層１５の上面１５ａから取り外す。絶縁層１５の上面１５ａは疎水性に改質されているため、フラックス２１０は絶縁層１５の上面１５ａには濡れ広がらず、パッド１６の上面に集まる。すなわち、絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質することにより、絶縁層１５の上面１５ａにフラックス２１０が付着し難くなり、パッド１６の上面のみをフラックス２１０で被覆することができる。なお、パッド１６の上面を被覆するフラックス２１０は、絶縁層１５の上面１５ａより突出してもよいし、窪んでもよいし、絶縁層１５の上面１５ａと面一であってもよい。

次に、図１３（ａ）に示すように、配線基板１Ｄを上下反転させ、絶縁層１５の上面１５ａがはんだボール搭載治具２３０と対向するように、はんだボール搭載治具２３０の上方に保持する。はんだボール搭載治具２３０上では、多数のはんだボール３０が矢印Ｖ方向に上下運動をしている。そのため、配線基板１Ｄをはんだボール搭載治具２３０に近づけると、図１３（ｂ）に示すように、フラックス２１０の粘着力により、はんだボール３０が、夫々のフラックス２１０に付着する。

この際、絶縁層１５の上面１５ａにはフラックス２１０が殆ど付着していないため、はんだボール３０は絶縁層１５の上面１５ａには付着せず、夫々のパッド１６の上面を被覆するフラックス２１０のみに付着する。なお、仮に、フラックス２１０の一部が絶縁層１５の上面１５ａににじみ出ており、その部分に余剰のはんだボール３０が付着したとしても、所定の方法により、余剰のはんだボール３０を容易に除去することができる。所定の方法としては、例えば、余剰のはんだボール３０に空気を吹き付けて飛ばす方法や、余剰のはんだボール３０を刷毛で払い落とす方法等を用いることができる。

次に、夫々のパッド１６上にフラックス２１０を介してはんだ３０が付着した配線基板１Ｄをリフロー炉に挿入し、はんだボール３０を溶融後凝固させる。これにより、フラックス２１０は蒸発し、図１３（ｃ）に示すように、夫々のパッド１６上にはんだバンプ３５が形成される。

ところで、従来の方法のように、絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質しない場合には、適切な粘性のフラックス２１０を選択したとしても、フラックス２１０のにじみをなくすことは非常に困難である。そのため、絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質しない場合には、図１２（ｃ）の工程において、フラックス２１０が絶縁層１５の上面１５ａにも濡れ広がる。そこで、従来の方法では、図１３（ａ）の工程において、絶縁層１５の上面１５ａに多数のはんだボール３０が付着することを防止するために、絶縁層１５の上面１５ａにパッド１６以外を被覆するはんだボール搭載用マスクを配置する必要があった。

しかしながら、従来の方法では、配線基板の品種毎にはんだボール搭載用マスクを作製しなければならないという問題がある。又、はんだボール搭載用マスクの作製ができない複雑なデザインの配線基板も存在する。更には、配線基板の伸縮等の因子を考慮して開口位置を設計する必要があるため、はんだボール搭載用マスクの作製は容易ではない。

これに対して、第２の実施の形態に係る方法では、シリコーンスタンプを用いて絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質しているため、フラックス２１０が絶縁層１５の上面１５ａには濡れ広がらずに、パッド１６の上面に集まる。そのため、図１３（ａ）の工程において、はんだボール搭載用マスクを用いなくても、はんだボール３０は、フラックス２１０が殆ど付着していない絶縁層１５の上面１５ａには付着せず、夫々のパッド１６の上面を被覆するフラックス２１０のみに付着する。すなわち、はんだボール搭載用マスクを用いることなく、パッド１６のみに容易にはんだボール３０を付着させることができる。

又、シリコーンスタンプを用いて絶縁層１５の上面１５ａを疎水性に改質しているため、第１の実施の形態と同様に、絶縁層１５の上面１５ａには、凝固後のはんだ３０の残渣が生じない。その結果、第１の実施の形態と同様に、絶縁層１５の上面１５ａに生じた凝固後のはんだ３０の残渣が、他の工程等で電子部品のピン間を短絡させたり、配線間を短絡させたりすることを防止できる。

［実施例３］
実施例１と同様の基板を２枚用意した。そして、用意した各基板に銅（Ｃｕ）からなるパッドを形成し、更に、パッドを被覆するソルダーレジスト層Ａ（層厚約２０μｍ）を実施例１と同様にして形成した。そして、ソルダーレジスト層Ａにパッドを露出する開口部を形成して、図１に相当する配線基板を作製した。なお、パッドの径は約７０μｍ、パッドのピッチは約１３０μｍとした。

そして、２枚中の１枚の基板において、ソルダーレジスト層Ａの上面にシリコーンスタンプを行った。具体的には、図３（ａ）と同様にして、ソルダーレジスト層Ａの上面にシリコーンスタンプ１００を５０ｋｇ／３秒間接触させた後、１５０℃で一定時間加熱した。又、比較例として、２枚中の残りの１枚の基板には、ソルダーレジスト層Ａの上面にシリコーンスタンプを行わなかった。

次に、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示した方法により、各基板のパッドにフラックスを塗布した。但し、本実施例では、シリコーンスタンプの効果を確認しやすくするため、図１２（ｂ）においてフラックス印刷用マスク２００を用いずに、パッドを含むソルダーレジスト層Ａの上面全面にフラックスを塗布した。そして、顕微鏡を用いて、各基板についてソルダーレジスト層Ａの上面の顕微鏡写真を撮影した（図１４参照）。次に、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示した方法により、各基板のパッドにフラックスの粘着力により、略球形のはんだボール（直径約７５μｍ）を付着させた。そして、顕微鏡を用いて、各基板についてソルダーレジスト層Ａの上面の顕微鏡写真を撮影した（図１５参照）。

図１４（ａ）に示すように、シリコーンスタンプを行っていない場合には、フラックスＦは、パッドＧの上面からソルダーレジスト層Ａの上面にしみ出し、隣接するパッドＧ間が池状になるほど濡れ広がった。そのため、図１５（ａ）に示すように、はんだボールＩはパッドＧの上面に限らず、フラックスＦが濡れ広がった領域に不規則に付着した。

一方、図１４（ｂ）に示すように、シリコーンスタンプを行った場合には、ソルダーレジスト層Ａの上面は疎水性に改質されているため、フラックスＦはソルダーレジスト層Ａの上面には濡れ広がらず、パッドＧの上面に集まった。つまり、フラックス印刷用マスク２００を用いていないにもかかわらず、フラックスＦがソルダーレジスト層Ａの上面にしみ出すことはなかった。そのため、図１５（ｂ）に示すように、はんだボールＩは、ほぼパッドＧの上面のみに付着した。

なお、一部のはんだボールＩが隣接するパッドＧ間に付着しているが、これは、はんだボール搭載治具側の設定の問題であると考えられる。仮に、フラックスＦの一部がソルダーレジスト層Ａの上面ににじみ出ており、その部分に余剰のはんだボールＩが付着したとしても、図１４（ｂ）の程度であれば、前述の所定の方法により余剰のはんだボールＩを容易に除去できるため、問題とはならない。

このように、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）から、シリコーンスタンプを行うことで、ソルダーレジスト層の表面を疎水性に改質することができ（濡れ性を悪くすることができ）、フラックスのしみ出しが生じ難くなることが確認された。又、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）から、フラックスのしみ出しを抑制することで、はんだボール搭載用マスクを用いることなく、パッドのみに容易にはんだボールを付着させられることが確認された。又、この結果より、フラックス印刷用マスクを用いずにフラックスを塗布する工程を実現できる可能性が確認された。

［実施例４］
実施例１と同様の基板を２枚用意した。そして、用意した各基板に銅（Ｃｕ）からなるパッド及びＡＢＦ樹脂（エポキシ系樹脂）からなる絶縁層Ｂを形成して（ソルダーレジスト層は形成していない）、図８に相当する配線基板を作製した。なお、パッドの径は約７０μｍ、パッドのピッチは約１３０μｍ、パッドの上面の絶縁層Ｂの上面からの深さ（窪み量）は約２０μｍとした。

そして、２枚中の１枚の基板において、絶縁層Ｂの上面にシリコーンスタンプを行った。具体的には、図３（ａ）と同様にして、絶縁層Ｂの上面にシリコーンスタンプ１００を５０ｋｇ／３秒間接触させた後、１５０℃で一定時間加熱した。又、比較例として、２枚中の残りの１枚の基板には、絶縁層Ｂの上面にシリコーンスタンプを行わなかった。

次に、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示した方法により（フラックス印刷用マスク２００を用いて）、各基板のパッドにフラックスを塗布した。そして、顕微鏡を用いて、各基板についてソルダーレジスト層Ａの上面の顕微鏡写真を撮影した。それぞれの結果を図１６に示す。

図１６（ａ）に示すように、シリコーンスタンプを行っていない場合には、フラックスＦは、パッドＧの上面から絶縁層Ｂの上面にしみだし、速やかに拡大する。一方、図１６（ｂ）に示すように、シリコーンスタンプを行った場合には、絶縁層Ｂの上面は疎水性に改質されているため、フラックスＦは絶縁層Ｂの上面には濡れ広がらず、パッドＧの上面に集まる。又、Ｊ_１の領域を拡大表示したＪ_２に示すように、フラックスＦが絶縁層Ｂの上面に触れた部分でもフラックスＦは絶縁層Ｂの上面にはしみ出さず、パッドＧの上面にダム状に保持されている。

このように、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）から、シリコーンスタンプを行うことで、絶縁層の表面を疎水性に改質することができ（濡れ性を悪くすることができ）、フラックスのしみ出しが生じ難くなることが確認された。

以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、配線基板の出荷形態は、はんだバンプ等の形成前（例えば、図１の状態）、はんだバンプ等の形成後（例えば、図４（ｂ）の状態）の何れであっても構わない。出荷形態がはんだバンプ等の形成後の場合、はんだバンプ等を形成した後も改質の効果は消滅しないので、はんだバンプ等を介して配線基板上に半導体チップ等を搭載する際にはんだバンプ等を再溶融させても、パッド以外にはんだが付着することを防止できる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 配線基板
１５ 絶縁層
１５ａ、１７ａ 上面
１５ｘ 凹部
１６ パッド
１７ ソルダーレジスト層
１７ｘ、１７ｙ、２００ｘ 開口部
２０ はんだ
２５、３５ はんだバンプ
３０ はんだボール
１００ シリコーンスタンプ
１１０ スタンプ治具
１２０ シリコーン
１２０ａ スタンプ面
２００ フラックス印刷用マスク
２１０ フラックス
２２０ スキージ
２３０ はんだボール搭載治具

Claims (9)

1. 絶縁層と、
   前記絶縁層から露出するパッドと、を有し、
   前記絶縁層の最表面は、シリコーンをスタンプすることによって疎水性に改質されている配線基板。
2. 前記パッドは、前記絶縁層の最表面に形成されている請求項１記載の配線基板。
3. 前記パッドは、前記絶縁層の下層となる第２の絶縁層上に形成され、
   前記絶縁層は、前記第２の絶縁層上に形成され、前記パッドを露出する開口部を備えたソルダーレジスト層である請求項１記載の配線基板。
4. 前記開口部は、前記パッドの表面全体と、前記パッドの周囲の前記第２の絶縁層の表面を露出し、
   前記ソルダーレジスト層の最表面及び前記開口部内に露出する前記第２の絶縁層の表面がシリコーンをスタンプすることによって疎水性に改質されている請求項３記載の配線基板。
5. 前記絶縁層は、水酸基又はカルボン酸基を含み、
   前記絶縁層の最表面において、前記水酸基又は前記カルボン酸基は、前記シリコーンに含有されるオリゴマーと反応して共有結合を形成し、疎水性基へ変更されている請求項１乃至４の何れか一項記載の配線基板。
6. 絶縁層の最表面にシリコーンでスタンプし、前記絶縁層の最表面を疎水性に改質する絶縁層の表面改質方法。
7. 前記絶縁層の最表面にシリコーンでスタンプした後、前記絶縁層を加熱する請求項６記載の絶縁層の表面改質方法。
8. 前記絶縁層は、水酸基又はカルボン酸基を含み、
   前記絶縁層の最表面において、前記水酸基又は前記カルボン酸基は、前記シリコーンに含有されるオリゴマーと反応して共有結合を形成し、疎水性基へ変更される請求項６又は７記載の絶縁層の表面改質方法。
9. 絶縁層と、前記絶縁層から露出するパッドと、を有する配線基板の製造方法であって、
   請求項６乃至８の何れか一項記載の絶縁層の表面改質方法により前記絶縁層の最表面を疎水性に改質する工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。