JP2022017678A - Printed wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、めっきバンプを有するプリント配線板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a printed wiring board having plated bumps and a method for manufacturing the printed wiring board.
特許文献1は、めっきバンプを有するプリント配線板の一例を開示している。 Patent Document 1 discloses an example of a printed wiring board having a plated bump.
図4は、従来の複数のめっきバンプを有するプリント配線板の一実施形態を示す図である。図4において、プリント配線板51は、基部絶縁層61上にソルダーレジスト層62を形成し、ソルダーレジスト層62に形成された開口62a内の導体パッド63上にベースめっき層64を形成し、ベースめっき層64上にトップめっき層65を形成して、トップめっき層65をリフローしてめっきバンプ71を形成している。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a conventional printed wiring board having a plurality of plated bumps. In FIG. 4, in the printed
図4に示すように、ソルダーレジスト層62の表面とベースめっき層64の側面との界面において、ベースめっき層64の側面に尖っている部分があると、その部分に応力が集中する。その応力がソルダーレジスト層62の破壊強度以上に大きくなると、ソルダーレジスト層62に界面を起点とするクラックCRが発生していた。
As shown in FIG. 4, at the interface between the surface of the
本発明に係るプリント配線板は、基部絶縁層と、前記基部絶縁層上に形成された導体層と、前記基部絶縁層上および前記導体層上に形成され、かつ、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を有する、ソルダーレジスト層と、前記導体パッド上に形成されたバンプと、を備え、前記バンプは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部に形成されたベースめっき層と、該ベースめっき層上に形成されたトップめっき層とを有し、前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部が前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を備える。 The printed wiring board according to the present invention has a base insulating layer, a conductor layer formed on the base insulating layer, and a part of the conductor layer formed on the base insulating layer and the conductor layer. A base comprising a solder resist layer having an opening exposed as a conductor pad and a bump formed on the conductor pad, wherein the bump is formed in the opening and on a portion of the surface of the solder resist layer. It has a plating layer and a top plating layer formed on the base plating layer, and the side surface end portion of the base plating layer is located between the surface of the solder resist layer and the side surface end portion of the base plating layer. A notch having a convex shape is provided with respect to the surface of the solder resist layer.
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に、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を形成することと、前記導体層上、および、前記ソルダーレジスト層の表面ならびに開口の側面上に、シード層を形成することと、前記導体パッド上にバンプを形成することと、を含み、前記バンプを形成することは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部にベースめっき層を形成することと、前記ベースめっき層上にトップめっき層を形成することと、前記ソルダーレジスト層の表面の前記シード層をエッチングで除去することを含み、前記シード層をエッチングで除去する際、前記ベースめっき層の前記ソルダーレジスト層から露出した側面端部を選択的にエッチングすることにより、前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部に前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を形成することを含む。 The method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention includes forming a base insulating layer, forming a conductor layer on the base insulating layer, and forming a solder resist layer on the base insulating layer and the conductor layer. To form, to form an opening in the solder resist layer to expose a part of the conductor layer as a conductor pad, and to form on the conductor layer and on the surface of the solder resist layer and the side surface of the opening. Forming a seed layer, including forming a bump on the conductor pad, and forming the bump forms a base plating layer in the opening and on a portion of the surface of the solder resist layer. This includes forming a top plating layer on the base plating layer and removing the seed layer on the surface of the solder resist layer by etching, and when removing the seed layer by etching, the base By selectively etching the side surface end portion of the plating layer exposed from the solder resist layer, the side surface end portion of the base plating layer is provided between the surface of the solder resist layer and the side surface end portion of the base plating layer. Includes forming a convex notch with respect to the surface of the solder resist layer.
<本発明のプリント配線板について>
本発明の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、一実施形態の製造方法により作製されたプリント配線板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。
<About the printed wiring board of the present invention>
An embodiment of the printed wiring board of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a part of the printed
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。
In any case, as shown in FIG. 1, the printed
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。ソルダーレジスト層16は、導体層14の一部を導体パッド14aとして露出させる開口16aを有している。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。導体パッド14a上には下地層(図示せず)が形成されていてもよい。
The
プリント配線板10はさらに、導体パッド14a上に形成されためっきバンプ20を備えている。めっきバンプ20は電源もしくはグランド線との接続あるいは信号線との接続に用いることができる。めっきバンプ20は、開口16a内およびソルダーレジスト層16の表面の一部に形成されたベースめっき層24と、ベースめっき層24上に形成されたトップめっき層28とを有する。ベースめっき層24上に、例えばニッケルを主成分とする中間層26を形成している。中間層26の厚みは7μm以下とすることが好ましい。なお、中間層26は形成しなくてもよい。
The printed
ベースめっき層24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。ベースめっき層24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。これによりめっきバンプ20が開口16a内に安定して保持される。ソルダーレジスト層16の表面からのベースめっき層24の厚みは3μm~20μmの範囲内とすることが好ましい。トップめっき層28は、ベースめっき層24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。トップめっき層28の厚み(めっきバンプ20の外周面においてトップめっき層28の下端からトップめっき層の頂部までの垂直方向の距離)は5μm~45μmの範囲とすることが好ましい。トップめっき層28の厚みをこの範囲とすることで、めっきバンプ20と、プリント配線板10に実装される半導体チップやメモリなど電子部品の接続パッド(図示せず)との間で良好な接続信頼性が得られる。
The
本発明に係るプリント配線板では、ソルダーレジスト層16の表面とベースめっき層24の側面端部との間において、ベースめっき層24の側面端部がソルダーレジスト層16の表面に対し凸状の切り欠き部24aを備える点が特徴である。ベースめっき層24の側面端部に切り欠き部24aを設けることで、従来ソルダーレジスト層16とベースめっき層24の側面端部との界面を起点として発生するクラックCRをなくすことができる。
In the printed wiring board according to the present invention, between the surface of the
図2は、本発明のプリント配線板の他の実施形態を説明するための図である。図2に示すプリント配線板10では、バンプ20は、第1のバンプ20-1と、第1のバンプ20-1よりも小径の第2のバンプ20-2と、を備えている。第1のバンプ20-1および第2のバンプ20-2の構成は、大径と小径との差異がある以外、図1で示したバンプ20と同じ構成である。図2に示すプリント配線板10において、第1のバンプ20-1および第2のバンプ20-2に加えて、バンプを形成せずに導体層14上に金層を含む下地層50を形成してなる開口16aを備えている。下地層50上には、必要に応じて、コンデンサーなどの部品を搭載することができる。
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the printed wiring board of the present invention. In the printed
<本発明のプリント配線板の製造方法について>
図3(a)~(f)は、それぞれ、本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態の各工程説明するための図である。図3(a)~(f)に示す各工程は、図2に示すプリント配線板を製造する工程を例にして示している。
<About the manufacturing method of the printed wiring board of the present invention>
3A to 3F are diagrams for explaining each process of the embodiment of the method for manufacturing a printed wiring board of the present invention, respectively. Each step shown in FIGS. 3A to 3F is shown by exemplifying a step of manufacturing the printed wiring board shown in FIG. 2.
図3(a)には、公知の方法を用いて、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およびソルダーレジスト層16が形成された中間体が示されている。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形成されている場合が多いが、図では省略されている。複数の導体層および樹脂絶縁層はコア基板上もしくは後に除去可能な支持板上で積層することができる。しかし、プリント配線板10は、基部絶縁層12としての1層の樹脂絶縁層と1層の導体層14とからなるものでもよく、この場合この樹脂絶縁層が基部絶縁層12に相当する。基部絶縁層12には、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ビルドアップ用絶縁樹脂フィルムを用いることができる。なお、導体層14の厚さは20μm以下であることが好ましい。
FIG. 3A shows an intermediate in which a
次に、図3(b)に示すように、公知のレーザを用いる方法やプラズマ処理を用いる方法により、ソルダーレジスト層16に、導体層14の一部を導体パッド14aとして露出させる開口16aを形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, an
次に、図3(c)に示すように、バンプを形成する予定の導体層14上をマスク(図示しない)で塞いだ状態で、バンプを形成しない一部の導体層14上に、下地層50を形成する。下地層50としては金層を含んでいればよく、導体パッド14a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。
Next, as shown in FIG. 3C, a base layer is placed on a part of the
次に、図3(d)に示すように、例えば、無電解銅めっき処理等の無電解めっき処理により、導体層14上、および、ソルダーレジスト層16の表面ならびに開口16aの側面上に、銅からなるシード層34を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, copper is placed on the
次に、図3(e)に示すように、バンプを形成しない一部の導体層14上をマスク(図示しない)で塞いだ状態で、公知の方法に従って例えば電解めっき処理が行われ、シード層34上のバンプを形成する開口16aに、例えば銅を主成分とするベースめっき層24が形成され、ベースめっき層24上に例えばニッケルを主成分とする中間層26が形成され、中間層26上にトップめっき層28が形成される。トップめっき層28は、ベースめっき層24よりも融点が低くリフロー処理により溶融して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。
Next, as shown in FIG. 3 (e), for example, electrolytic plating is performed according to a known method in a state where a part of the
次に、図3(f)に示すように、公知の方法に従って、シード層34の露出部分をエッチングにより除去する。本発明の一実施形態の特徴は、このシード層34のエッチングによる除去において、銅を選択的にエッチングすることにより、銅からなるベースめっき層24の露出部分の側面端部を選択的にエッチングする点にある。これにより、ソルダーレジスト層16の表面とベースめっき層24の側面端部との間において、ベースめっき層24の側面端部にソルダーレジスト層16の表面に対し凸状の切り欠き部24aを形成することができる。本発明の一実施形態のプリント配線板10を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 3 (f), the exposed portion of the
なお、図3(f)に示すように、プリント配線板10にバンプを形成しない下地層50を有する開口16aを設けた場合は、上述したシード層34を除去するためのエッチングによるベースめっき層24の側面端部への切り欠き部24aの形成に加えて、下地層50と電気的に接続しているベースめっき層24の側面を、下地層50とベースめっき層24との電池反応によりさらにエッチングして、ソルダーレジスト層16の表面とベースめっき層24の側面端部との間において、ベースめっき層24の側面端部にソルダーレジスト層16の表面に対し凸状の切り欠き部24aを形成することもできる。
As shown in FIG. 3 (f), when the printed
また、図3(e)の電解めっき処理の際に、マスクの開口を裾引き形状にしても良い。これにより、ベースめっき層の側面端部に切り欠き部を形成するためのエッチングの処理時間を短縮できる。 Further, during the electrolytic plating process of FIG. 3 (e), the opening of the mask may be hem-lined. As a result, the etching processing time for forming the notch at the side end portion of the base plating layer can be shortened.
10 プリント配線板
12 基部絶縁層
14 導体層
14a 導体パッド
16 ソルダーレジスト層
16a 開口
20 めっきバンプ
20-1 第1のバンプ
20-2 第2のバンプ
24 ベースめっき層
24a 切り欠き部
26 中間層
28 トップめっき層
34 シード層
50 下地層
10 Printed
Claims (6)
基部絶縁層と、
前記基部絶縁層上に形成された導体層と、
前記基部絶縁層上および前記導体層上に形成され、かつ、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を有する、ソルダーレジスト層と、
前記導体パッド上に形成されたバンプと、を備え、
前記バンプは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部に形成されたベースめっき層と、該ベースめっき層上に形成されたトップめっき層とを有し、
前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部が前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を備える。 It's a printed wiring board
With the base insulation layer,
The conductor layer formed on the base insulating layer and
A solder resist layer formed on the base insulating layer and the conductor layer, and having an opening for exposing a part of the conductor layer as a conductor pad.
With a bump formed on the conductor pad,
The bump has a base plating layer formed in the opening and a part of the surface of the solder resist layer, and a top plating layer formed on the base plating layer.
Between the surface of the solder resist layer and the side surface end of the base plating layer, the side surface end of the base plating layer is provided with a notch that is convex with respect to the surface of the solder resist layer.
さらに、前記バンプが、第1のバンプと、該第1のバンプよりも小径の第2のバンプとを備える。 The printed wiring board according to claim 1.
Further, the bump comprises a first bump and a second bump having a smaller diameter than the first bump.
さらに、前記バンプが形成されていない導体パッドを備え、該導体パッド上に前記トップめっき層とは異なる金属からなる耐食性被膜が形成される。 The printed wiring board according to any one of claims 1 to 3.
Further, the conductor pad on which the bump is not formed is provided, and a corrosion-resistant film made of a metal different from the top plating layer is formed on the conductor pad.
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に、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を形成することと、
前記導体層上、および、前記ソルダーレジスト層の表面ならびに開口の側面上に、シード層を形成することと、
前記導体パッド上にバンプを形成することと、を含み、
前記バンプを形成することは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部にベースめっき層を形成することと、前記ベースめっき層上にトップめっき層を形成することと、前記ソルダーレジスト層の表面の前記シード層をエッチングで除去することを含み、
前記シード層をエッチングで除去する際、前記ベースめっき層の前記ソルダーレジスト層から露出した側面端部をエッチングすることにより、前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部に前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を形成することを含む。 It is a manufacturing method of printed wiring boards.
Forming the base insulating layer and
Forming a conductor layer on the base insulating layer and
Forming a solder resist layer on the base insulating layer and the conductor layer,
To form an opening in the solder resist layer to expose a part of the conductor layer as a conductor pad.
Forming a seed layer on the conductor layer and on the surface of the solder resist layer and the side surface of the opening.
Including forming a bump on the conductor pad,
Forming the bumps includes forming a base plating layer in the opening and a part of the surface of the solder resist layer, forming a top plating layer on the base plating layer, and forming the solder resist layer. Includes etching to remove the seed layer on the surface of the
When the seed layer is removed by etching, the side end portion of the base plating layer exposed from the solder resist layer is etched so that the surface of the solder resist layer and the side end portion of the base plating layer are separated from each other. Includes forming a convex notch with respect to the surface of the solder resist layer at the side edge of the base plating layer.
さらに、前記ベースめっき層と前記トップめっき層との間に中間層を形成することを含む。 The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 5.
Further, it includes forming an intermediate layer between the base plating layer and the top plating layer.
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