JP2021036554A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザによる個別開口に基づく、生産性の低下や接合強度の低下を防止する。【解決手段】導体層１４を形成した基部絶縁層１２上に、ドライフィルムレジスト層５１を形成し、露光により第１の開口１６ａと第２の開口１６ｂとを同時に形成する。第１の開口１６ａ内に、めっきにより、第１のベースめっき層２４と第１のトップめっき層２８とを形成し、第２の開口１６ｂ内に、めっきにより、第２のベースめっき層３０と第２のトップめっき層３２とを形成する。第２のトップめっき層３２は、２回のめっき処理により形成する。その後、全体をソルダーレジスト層１６で覆い、プラズマ処理により、ソルダーレジスト層１６を全面的に薄くして、第１のバンプ２０および第２のバンプ２２を有するプリント配線板１０を得る。【選択図】図１
Description
本発明は、めっきバンプを有するプリント配線板の製造方法に関する。
特許文献１は、プリント配線板において、基部絶縁層上のソルダーレジスト層に形成された大きさの異なる開口内の導体パッド上に、Ｃｕからなるベースめっき層を金属ポストとして形成し、該ベースめっき層上にＳｎからなるトップめっき層を形成して大きさの異なるバンプを形成している。
上述した従来例において、ソルダーレジスト層の開口は、ソルダーレジスト層に対し、例えばＵＶ−ＹＡＧレーザを用いて各別に形成される。この場合、レーザを使用することから、バンプを個別に開口するため、生産性が悪くなっていた。また、レーザを用いて開口すると、開口は上が広く下が狭いテーパ形状となり、ベースめっき層の下側の狭い部分が導体パッドと接合するため、接合強度が低下する問題もあった。
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、基部絶縁層を形成することと、前記基部絶縁層上に導体層を形成することと、前記基部絶縁層上および前記導体層上にドライフィルムレジスト層を形成することと、前記ドライフィルムレジスト層に対し露光することにより、前記導体層の一部を第１の導体パッドとして露出させる第１の開口と、前記第１の開口よりも径が小さく前記導体層の他の一部を第２の導体パッドとして露出させる第２の開口とを、形成することと、前記第１の開口および前記第２の開口に対し第１のメタルめっきをすることで、前記第１の開口内の前記導体層の上に第１のベースめっき層を形成するとともに、前記第２の開口内の前記導体層の上に第２のベースめっき層を形成することと、前記第１の開口および前記第２の開口に対し第２のメタルめっきをすることで、前記第１の開口内の前記第１のベースめっき層上に第１のトップめっき層を形成して第１のバンプポストを形成するとともに、前記第２の開口内の前記第２のベースめっき層上に第２のトップめっき層の一部を形成することと、前記第１の開口をマスクレジスト層で塞いだ状態で、前記第２メタルめっきを再度することで、前記第２の開口内の前記第２のトップめっき層の一部上に第２のトップめっき層の他の部分を形成して、第２のバンプポストを形成することと、前記ドライフィルムレジスト層および前記マスクレジスト層を除去することと、前記基部絶縁層上および前記第１のバンプポストならびに前記第２のバンプポスト上にソルダーレジスト層を形成することと、前記ソルダーレジスト層をプラズマ処理により全面的に薄くし、前記第１のバンプポストの前記第１のトップめっき層および前記第２のバンプポストの前記第２のトップめっき層を、前記ソルダーレジスト層より外側に位置させることを含む。
本発明のプリント配線板の製造方法に従って製造されたプリント配線板の一実施形態が、図面を参照して説明される。図１には、実施形態のプリント配線板１０の一部が拡大して示されている。プリント配線板１０は、コア基板（図示せず）の片面または両面に所定の回路パターンを有する導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるコア付き基板であってよい。コア基板の両面に導体層を形成する場合には、コア基板を介して対向する導体層同士は、スルーホール導体（図示せず）を介して接続されていてもよい。あるいは、プリント配線板１０は、コア基板の代わりに支持板（図示せず）上で導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層した後、支持板を除去してなるコアレス基板であってもよい。いずれにせよ、プリント配線板１０は、図１に示すように、少なくとも１層の樹脂絶縁層のうち最外に配置されたものである基部絶縁層１２と、基部絶縁層１２上に形成された、所定の回路パターンを有する導体層１４と、基部絶縁層１２および導体層１４上に形成されたソルダーレジスト層１６とを備えている。基部絶縁層１２の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に設けられている場合が多いが、図では省略されている。しかし、プリント配線板１０は、１層の基部絶縁層１２と１層の導体層１４とからなるものでもよい。
大径のバンプを形成すべき導体層１４の中心部に、第１の導体パッド１４ａを設定する。この第１の導体パッド１４ａ上に円柱形状の第１のベースめっき層２４が形成され、第１のベースめっき層２４上に第１のトップめっき層２８が形成されている。第１のベースめっき層２４と第１のトップめっき層２８とで第１のバンプポスト４１が形成される。
小径のバンプを形成すべき導体層１４の中心部に、第１の導体パッド１４ａよりも径が小さい第２の導体パッド１４ｂを設定する。この第２の導体パッド１４ｂ上に、第１のベースめっき層２４よりも小径で円柱形状の第２のベースめっき層３０が形成され、第２のベースめっき層３０上に第２のトップめっき層３２が形成されている。第２のベースめっき層３０と第２のトップめっき層３２とで、第２のバンプポスト４２を形成している。
図１に示すように、基部絶縁層１２上、導体層１４の外周部、および、第１のバンプポスト４１と第２のバンプポスト４２との間さらにはそれらの上に、ソルダーレジスト層１６が設けられる。リフロー処理により、第１のトップめっき層２８および第２のトップめっき層３２のそれぞれの頭部が溶融して、略半球形状に整形される。これにより、大径の第１のバンプ２０および小径の第２のバンプ２２を有するプリント配線板１０が構成されている。
上述した図１に示すプリント配線板の各部の詳細は以下の通りである。
基部絶縁層１２は、例えばシリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含む樹脂組成物等で構成することができる。導体層１４は導電性金属、例えば銅を主成分とする金属で形成される。
第１および第２の導体パッド１４ａ、１４ｂ上には下地層がそれぞれ形成されていてもよい。下地層としては、第１および第２の導体パッド１４ａ、１４ｂの表面に形成されたニッケル層とニッケル層上に形成されたパラジウム層とパラジウム層上に形成された金層とを例示することができる。その他、ニッケル層とニッケル層上に形成された金層とを例示することができる。
本発明の製造方法で製造されたプリント配線板１０は、第１のバンプ２０と、第１のバンプ２０よりも小径の第２のバンプ２２とを備えている。第１のバンプ２０は電源もしくはグランド線との接続に用いることができる。第１のバンプ２０よりも径の小さい第２のバンプ２２は信号線との接続に用いることができる。
第１のバンプ２０を構成する第１のベースめっき層２４と第１のトップめっき層２８との間、および、第２のバンプ２２を構成する第２のベースめっき層３０と第２のトップめっき層３２との間には、例えばニッケルを主成分とする中間層を設けることもできる。
第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０は、導電性金属、好ましくは銅を主成分とする金属から形成されている。第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０は、ソルダーレジスト層１６の表面（基部絶縁層１２とは反対側の面）を超える高さまで形成することが好ましい。
第１のトップめっき層２８および第２のトップめっき層３２は、第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０よりも融点が低くリフロー処理により溶融して図１に示すような略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。
以下、図１に示すプリント配線板１０の製造方法を、図２Ａ〜図２Ｇを参照して説明する。
まず、図２Ａに示すように、基部絶縁層１２上に所定の回路パターンを有する導体層１４を形成し、それらの上にドライフィルムレジスト層５１を形成し、マスクをドライフィルムレジスト層５１の開口を設ける位置に配置した状態で、例えばＵＶ露光することで、大径のバンプを形成すべき導体層１４の第１の導体パッド１４ａ上の第１の開口１６ａ、および、小径のバンプを形成すべき導体層１４の第２の導体パッド１４ｂ上の第２の開口１６ｂを、ドライフィルムレジスト層５１に形成する。第１の開口１６ａのアスペクト比、つまり底部の口径に対する深さの比は０．５以下とすることができる。第２の開口１６ｂのアスペクト比、つまり底部の口径に対する深さの比は０．６以上とすることができる。
次に、図２Ｂに示すように、ドライフィルムレジスト層５１の第１の開口１６ａおよび第２の開口１６ｂに対して、電気銅めっき処理を行い、それぞれ銅からなる第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０を、第１の導体パッド１４ａおよび第２の導体パッド１４ｂ上に形成する。１度のメッキ工程で、所定の高さの第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０を得ることができない場合は、めっき工程を２度以上繰り返すこともできる。
次に、図２Ｃに示すように、第１の開口１６ａおよび第２の開口１６ｂ内の第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０に対して、電解Ｎｉめっき処理および電解Ｓｎめっき処理を行い、それぞれＮｉからなる中間層２６を介してＳｎからなる第１のトップめっき層２８および第２のトップめっき層３２−１を、第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０上に形成する。
このとき、第１の開口１６ａと第２の開口１６ｂとの径の差に基づき、同じ条件でめっき処理を行った場合、リフロー後の第２のバンプ２２の高さが第１のバンプ２０の高さより低くなることがあり得る。そのため、図２Ｄに示すように、本発明では、第１の開口１６ａを、マスクレジスト層５２で塞いだ状態で、さらに電解Ｓｎめっき処理を行い、第２のトップめっき層３２−１の上に第２のトップめっき層３２−２を形成し、両者から第２のトップめっき層３２を形成することで、第２のトップめっき層３２の高さを高くしている。
次に、図２Ｅに示すように、ドライフィルムレジスト層５１とマスクレジスト層５２とを除去する。これにより、第１の導体パッド１４ａ上に、第１のベースめっき層２４と第１のトップめっき層２８とからなる第１のバンプポスト４１を形成するとともに、第２の導体パッド１４ｂ上に、第２のベースめっき層３０と第２のトップめっき層３２とからなる第２のバンプポスト４２を形成する。
次に、図２Ｆに示すように、基部絶縁層１２上、導体層１４の外周部、および、第１のバンプポスト４１と第２のバンプポスト４２との間さらにはそれらの上に、ソルダーレジスト層１６を形成する。
次に、図２Ｇに示すように、ソルダーレジスト層１６に対しプラズマ処理を行い、ソルダーレジスト層１６を全面的に薄くする。これにより、第１のバンプポスト４１の第１のトップめっき層２８と第１のベースめっき層２４の上側の一部、および、第２のバンプポスト４２の第２のトップめっき層３２と第２のベースめっき層３０の上側の一部を、ソルダーレジスト層１６の上面より外側に位置させている。その後、第１のトップめっき層２８および第２のトップめっき３２に対しリフロー処理を行い、それぞれ半球形状の頭部を備える第１のバンプ２０および第２のバンプ２２を有する図１に示されるようなプリント配線板１０を得ることができる。
上述したプラズマ処理は、ＣＦ４またはＣＦ４＋Ｏ２を用いて行うことができる。また、ソルダーレジスト層１６を全面的に薄くした後、プラズマ処理により残った残渣を、ウェットブラスト処理により除去することができる。
上述した本発明のプリント配線板の製造方法によれば、従来のようにレーザによる各別の開口作製の必要がないため、生産性を従来よりも高めることができる。また、本発明では、開口をレーザで作成しておらず、ドライフィルムレジスト層に露光して形成した開口にめっきにより第１のバンプポスト４１および第２のバンプポスト４２を形成している。そのため、第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０のそれぞれにおいて、上面と底面との径を同じにすることができる。その結果、第１のベースめっき層２４および第２のベースめっき層３０のそれぞれと、第１の導体パッド１４ａおよび第２の導体パッド１４ｂとの接合を、従来よりも強固にすることができる。
１０ プリント配線板
１２ 基部絶縁層
１４ 導体層
１４ａ 第１の導体パッド
１４ｂ 第２の導体パッド
１６ ソルダーレジスト層
１６ａ 第１の開口
１６ｂ 第２の開口
２０ 第１のバンプ
２２ 第２のバンプ
２４ 第１のベースめっき層
２８ 第１のトップめっき層
３０ 第２のベースめっき層
３２、３２−１、３２−２ 第２のトップめっき層
３４ シード層
４１ 第１のバンプポスト
４２ 第２のバンプポスト
５１ ドライフィルムレジスト層
５２ マスクレジスト層
１２ 基部絶縁層
１４ 導体層
１４ａ 第１の導体パッド
１４ｂ 第２の導体パッド
１６ ソルダーレジスト層
１６ａ 第１の開口
１６ｂ 第２の開口
２０ 第１のバンプ
２２ 第２のバンプ
２４ 第１のベースめっき層
２８ 第１のトップめっき層
３０ 第２のベースめっき層
３２、３２−１、３２−２ 第２のトップめっき層
３４ シード層
４１ 第１のバンプポスト
４２ 第２のバンプポスト
５１ ドライフィルムレジスト層
５２ マスクレジスト層
Claims (8)
- プリント配線板の製造方法であって、
基部絶縁層を形成することと、
前記基部絶縁層上に導体層を形成することと、
前記基部絶縁層上および前記導体層上にドライフィルムレジスト層を形成することと、
前記ドライフィルムレジスト層に対し露光することにより、前記導体層の一部を第１の導体パッドとして露出させる第１の開口と、前記第１の開口よりも径が小さく前記導体層の他の一部を第２の導体パッドとして露出させる第２の開口とを、形成することと、
前記第１の開口および前記第２の開口に対し第１のメタルめっきをすることで、前記第１の開口内の前記導体層の上に第１のベースめっき層を形成するとともに、前記第２の開口内の前記導体層の上に第２のベースめっき層を形成することと、
前記第１の開口および前記第２の開口に対し第２のメタルめっきをすることで、前記第１の開口内の前記第１のベースめっき層上に第１のトップめっき層を形成して第１のバンプポストを形成するとともに、前記第２の開口内の前記第２のベースめっき層上に第２のトップめっき層の一部を形成することと、
前記第１の開口をマスクレジスト層で塞いだ状態で、前記第２メタルめっきを再度することで、前記第２の開口内の前記第２のトップめっき層の一部上に第２のトップめっき層の他の部分を形成して、第２のバンプポストを形成することと、
前記ドライフィルムレジスト層および前記マスクレジスト層を除去することと、
前記基部絶縁層上および前記第１のバンプポストならびに前記第２のバンプポスト上にソルダーレジスト層を形成することと、
前記ソルダーレジスト層をプラズマ処理により全面的に薄くし、前記第１のバンプポストの前記第１のトップめっき層および前記第２のバンプポストの前記第２のトップめっき層を、前記ソルダーレジスト層より外側に位置させることを含む。 - 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、さらに、前記第１のトップめっき層および前記第２のトップめっき層に対しリフロー処理を行い、それぞれ半球形状の頭部を備える第１のバンプおよび第２のバンプを形成することを含む。
- 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、さらに、前記プラズマ処理により、前記第１のベースめっき層の上側の部分および前記第２のベースめっき層の上側の部分を、前記ソルダーレジスト層より外側に位置させることを含む。
- 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、さらに、前記ソルダーレジスト層を全面的に薄くした後、プラズマ処理により残った残渣を、ウェットブラスト処理により除去することを含む。
- 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記プラズマ処理を、ＣＦ４またはＣＦ４＋Ｏ２を用いて行う。
- 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１のベースめっき層および前記第２のベースめっき層を、銅を主成分とする金属からそれぞれ形成する。
- 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、第１のトップめっき層および前記第２のトップめっき層を、スズを主成分とする金属からそれぞれ形成する。
- 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記第１の開口のアスペクト比は０．５以下であり、前記第２の開口のアスペクト比は０．６以上である。
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2019157651A JP2021036554A (ja) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | プリント配線板の製造方法 |
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