JP2022030643A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ソルダーレジスト上に均一な厚みの無電解めっき層を形成する。【解決手段】 実施形態のプリント配線板の製造方法では、樹脂絶縁層５０Ｆを形成し、樹脂絶縁層上に導体層５８Ｆを形成する（図２（Ａ））。樹脂絶縁層５０Ｆと導体層５８Ｆ上にソルダーレジスト層７０Ｆを形成し、ソルダーレジスト層７０Ｆの露出面にプラズマを照射する（図２（Ｂ））。露出面に触媒を形成する（図２（Ｃ））。露出面に触媒を介して無電解めっき層５２を形成する（図２（Ｄ））。無電解めっき層５２の膜厚が０．２２μｍ以上、０．３８μｍ以下である。【選択図】 図２

Description

本発明はソルダーレジスト層上に無電解めっき被膜を形成することに関する。
特許文献１は、樹脂絶縁層上に無電解めっきを析出させるために、パラジウム触媒を形成することを開示している。特許文献１でのパラジウム触媒の吸着量は５－１０００ｍｇ／ｍ２で、無電解めっきの膜厚は０．２－２．０μｍである。
特許５５７９１６０号公報
[発明が解決しようとする課題]
表面粗度の低いソルダーレジスト層上にめっき被膜を形成する場合、表面の凹凸形状によるアンカー効果が得られ難いため、ソルダーレジスト層へのめっき被膜の密着性は弱くなる。このときソルダーレジスト層上のめっき被膜の膜厚が厚すぎると、熱処理時に生じる応力が大きくなることにより、めっき被膜の剥離や膨れが生じ易くなると考えられる。特許文献１では、ソルダーレジスト層に適切な膜厚で密着性に優れた無電解めっき膜を形成することは困難であると推測される。
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、最外の樹脂絶縁層を形成することと、前記最外の樹脂絶縁層上に最外の導体層を形成することと、前記最外の樹脂絶縁層と前記最外の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の露出面にプラズマを照射することと、前記露出面に触媒を形成することと、前記露出面に前記触媒を介して無電解めっき層を形成すること、とを有する。そして、前記無電解めっき層の膜厚が０．２２μｍ以上、０．３８μｍ以下である。
[実施形態の効果]
本発明のプリント配線板では、無電解めっき層の膜厚が０．２２μｍ以上であるため、めっきの未析出部分が無く、均一の膜厚で無電解めっき層が形成できる。無電解めっき層の膜厚が０．３８μｍ以下であるため、めっき被膜中の内部応力が小さくなると考えられる。そのため、めっき被膜の剥離や膨れが生じ難くなり、ソルダーレジスト層表面への無電解めっき層の密着性が向上すると考えられる。
本発明の実施形態に係るプリント配線板の製造工程図 実施形態のプリント配線板の製造工程図 実施形態のプリント配線板の製造工程図 実施例１の無電解めっき層の平面写真 比較例１の無電解めっき層の平面写真 パラジウム触媒付与の模式図
本発明の実施形態に係るプリント配線板１０が図３（Ｄ）に示されている。
プリント配線板１０には最外の導体層５８Ｆ上に金属ポスト９０が形成されている。金属ポスト９０は、無電解めっき層８２Ｆと無電解めっき層８２Ｆ上の電解めっき膜８４で形成されている。
実施形態のプリント配線板１０は、コア基板を有するプリント配線板であってもコアレス基板であっても良い。コア基板を有するプリント配線板やその製造方法は、例えば、ＪＰ２００７２２７５１２Ａに示されている。コアレス基板やその製造方法は、例えば、ＪＰ２００５２３６２４４Ａに示されている。
図１（Ａ）や図３（Ｄ）に示されるように、実施形態のプリント配線板１０は、コア基板３０を有する。コア基板３０は、第１面Ｆと、その第１面Ｆと反対側の第２面Ｓとを有する絶縁基板２０と、絶縁基板２０の第１面Ｆ上に形成されている第１導体層３４Ｆと、絶縁基板２０の第２面Ｓ上に形成されている第２導体層３４Ｓとを有する。コア基板３０はさらに、絶縁基板２０に形成されているスルーホール導体用の貫通孔２８を有する。貫通孔２８はめっき膜で充填され、スルーホール導体３６が形成される。スルーホール導体３６は、第１導体層３４Ｆと第２導体層３４Ｓを接続している。コア基板３０の第１面Ｆと絶縁基板２０の第１面Ｆは同じ面であり、コア基板３０の第２面Ｓと絶縁基板２０の第２面Ｓは同じ面である。
コア基板３０の第１面Ｆ上に樹脂絶縁層（最外の樹脂絶縁層）５０Ｆが形成されている。樹脂絶縁層５０Ｆ上に導体層（最外の導体層）５８Ｆが形成されている。導体層５８Ｆと第１導体層３４Ｆやスルーホール導体３６は、樹脂絶縁層５０Ｆを貫通するビア導体６０Ｆで接続されている。樹脂絶縁層５０Ｆと導体層５８Ｆとビア導体６０Ｆで上側のビルドアップ層５５Ｆが形成されている。実施形態では、上側のビルドアップ層は１層である。
コア基板３０の第２面Ｓに樹脂絶縁層（最外の樹脂絶縁層）５０Ｓが形成されている。樹脂絶縁層５０Ｓ上に導体層（最外の導体層）５８Ｓが形成されている。導体層５８Ｓと第２導体層３４Ｓやスルーホール導体は、樹脂絶縁層５０Ｓを貫通するビア導体６０Ｓで接続されている。樹脂絶縁層５０Ｓと導体層５８Ｓとビア導体６０Ｓで下側のビルドアップ層５５Ｓが形成されている。実施形態では、下側のビルドアップ層は１層である。
上側のビルドアップ層５５Ｆ上に上側のソルダーレジスト層７０Ｆが形成され、下側のビルドアップ層５５Ｓ上に下側のソルダーレジスト層７０Ｓが形成されている。ソルダーレジスト層７０Ｆは、パッド７５Ｆを露出するための開口７１Ｆを有する。パッド７５Ｆ上には、開口７１Ｆから突出する金属ポスト９０が形成されている。ソルダーレジスト層７０Ｓは、ＢＧＡパッド７１ＳＰを露出する開口７１Ｓを有する。金属ポスト９０、ＢＧＡパッド７１ＳＰ上に表面処理膜が形成されても良い。表面処理膜の例は、Ｎｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｓｎ、ＯＳＰである。
[実施形態の製造方法]
図３（Ｄ）に示される実施形態に係るプリント配線板１０の製造方法が図１～図３に示されている。
図１（Ａ）に示されるコア基板３０が用意される。コア基板３０は、第１面Ｆと、その第１面Ｆと反対側の第２面Ｓとを有する絶縁基板２０と、絶縁基板２０の第１面Ｆ上に形成されている第１導体層３４Ｆと、絶縁基板２０の第２面Ｓ上に形成されている第２導体層３４Ｓとを有する。コア基板３０はさらに、絶縁基板２０に形成されているスルーホール導体用の貫通孔２８を有する。貫通孔２８はめっき膜で充填され、スルーホール導体３６が形成される。
コア基板３０の第１面Ｆ上に樹脂絶縁層５０Ｆが、第２面Ｓ上に樹脂絶縁層５０Ｓが形成され、樹脂絶縁層５０Ｆに開口５１Ｆが、樹脂絶縁層５０Ｓに開口５１Ｓが形成される（図１（Ｂ））。樹脂絶縁層５０Ｆの表面及び開口５１Ｆ内、樹脂絶縁層５０Ｓの表面及び開口５１Ｓ内に無電解めっき処理により無電解めっき層５２が形成される（図１（Ｃ））。無電解めっき層５２は、例えばＣｕである。無電解めっき層５２上にめっきレジストパターン５４が形成される（図１（Ｄ））。
無電解めっき層５２をシード層として、めっきレジストパターン５４から露出する無電解めっき層５２上に電解めっきにより電解めっき膜５６が形成される。この際に、開口５１Ｆ内にビア導体６０Ｆが形成され、開口５１Ｓ内にビア導体６０Ｓが形成される（図１（Ｅ））。電解めっき膜５６は、例えばＣｕである。めっきレジストパターン５４が除去され、電解めっき膜５６から露出する無電解めっき層５２が除去され、導体層５８Ｆ、導体層５８Ｓが形成される（図２（Ａ））。樹脂絶縁層５０Ｆ及び導体層５８Ｆ上に上側のソルダーレジスト層７０Ｆが、樹脂絶縁層５０Ｓ及び導体層５８Ｓ上に下側のソルダーレジスト層７０Ｓが形成される。下側のソルダーレジスト層７０Ｓは、ＢＧＡパッド７１ＳＰを露出する開口７１Ｓを有する（図２（Ｂ））。レーザーにより、上側のソルダーレジスト層７０Ｆにパッド７５Ｆを露出するための開口７１Ｆが形成される（図２（Ｃ））。上側のソルダーレジスト層７０Ｆ、下側のソルダーレジスト層７０Ｓの表面にプラズマが照射され、表面が平均粗度Ｒａ＝０．０６μｍ以上、０．１５μｍ以下程度に処理される。これにより表面の濡れ性が高くなり、アンダーフィル等との密着性が高くなる。ＢＧＡパッド７１ＳＰ上に表面処理膜が形成されても良い。表面処理膜の例は、Ｎｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｓｎ、ＯＳＰである。
パラジウム触媒薬液処理により、上側のソルダーレジスト層７０Ｆと、下側のソルダーレジスト層７０Ｓの表面にパラジウム触媒が形成される。パラジウム触媒の吸着量は、３．０ｍｇ／ｍ２以上、６．０ｍｇ／ｍ２以下である。（図２（Ｄ））。パラジウム触媒の吸着量は、パラジウム触媒薬液の濃度、温度、浸漬時間により調整される。
上側のソルダーレジスト層７０Ｆの表面、開口７１Ｆの側壁、パッド７５Ｆ上、下側のソルダーレジスト層７０Ｓの表面、開口７１Ｓの側壁、ＢＧＡパッド７１ＳＰ上に無電解めっき処理により、膜厚が０．２２μｍ以上、０．３８μｍ以下の無電解めっき層８２Ｆ、８２Ｓが形成される（図２（Ｅ））。上側のソルダーレジスト層７０Ｆと、下側のソルダーレジスト層７０Ｓの表面にパラジウム触媒が３．０ｍｇ／ｍ２以上、６．０ｍｇ／ｍ２以下付与され、めっき析出の核が均一に分散している。そのため、未析出部分が生じることなく、均一の厚みで、膜厚が０．２２μｍ以上、０．３８μｍ以下の無電解めっき層８２Ｆ、８２Ｓが形成される。無電解めっき層８２Ｆ、８２Ｓは、例えばＣｕである。
無電解めっき層の膜厚が０．２２μｍ以上であるため、めっきの未析出部分が無く、均一の膜厚で無電解めっき層が形成できる。無電解めっき層の膜厚が０．３８μｍ以下と薄いため、めっき被膜中の内部応力が小さくなると考えられる。そのため、無電解めっき層をアニール処理で加熱した際にもめっき被膜の剥離や膨れが生じ難くなり、ソルダーレジスト層表面への無電解めっき層の密着性が向上すると考えられる。
無電解めっき層８２Ｆ上に金属ポスト形成用の開口８６Ａを備えるめっきレジスト８６Fが形成される。無電解めっき層８２Ｓ上にＢＧＡパッド７１ＳＰを保護するめっきレジスト８６Sが形成される（図３（Ａ））。無電解めっき層８２Ｆをシード層として電解めっきにより電解めっき膜８４から成る金属ポスト９０が形成される（図３（Ｂ））。電解めっき膜８４は、例えばＣｕである。金属ポスト９０上に保護膜が形成されても良い。保護膜の例は、Ｎｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｓｎ、ＯＳＰである。めっきレジスト８６F、８６Sが剥離される（図３（Ｃ））。金属ポスト９０から露出する無電解めっき層８２Ｆと、下側のソルダーレジスト層７０Ｓの表面、開口７１Ｓの側壁、ＢＧＡパッド７１ＳＰ上の無電解めっき層８２Ｓが除去され、プリント配線板１０が完成する（図３（Ｄ））。
図６はパラジウム触媒付与の模式図である。
図６（Ａ）はパラジウム吸着量が少ない（触媒の量：３．０ｍｇ／ｍ２未満）場合を示している。図中で鎖線円Ｃ１で示す部位において、パラジウム触媒同士の間隔が大きいためめっき被膜が形成できず、未析出となる。
図６（Ｂ）はパラジウム吸着量が適正（触媒の量：３．０ｍｇ／ｍ２以上、６．０ｍｇ／ｍ２以下）の場合を示している。パラジウム触媒が均一に分散するため、低膜厚かつ均一なめっき被膜が形成可能である。
図６（Ｃ）はパラジウム吸着量が過剰（触媒の量：６．０ｍｇ／ｍ２超）の場合を示している。図中で鎖線円Ｃ２で示す部位においてパラジウム触媒が偏っている。鎖線円Ｃ２で示す部位においてめっき析出が過剰となり、めっき被膜が部分的に厚くなる。
[実施例１]
実施形態の図２（Ｃ）に示されるソルダーレジスト層の表面へのパラジウム触媒付与工程において、実施例１では、パラジウム触媒の吸着量が４．８ｍｇ／ｍ２吸着される。そして、実施形態の図２（Ｄ）に示されるソルダーレジスト層の表面への無電解めっき層形成の工程において、実施例１では、無電解めっき層の膜厚が、最大０．２８４μｍ、最小０．２３２μｍで形成された。図４は無電解めっき層の平面写真である。無電解めっき層は未析出部分ができず、全体に亘って最大厚みは０．２８４μｍ、最小厚みは０．２３２μｍで形成された。実施例１では、めっきの未析出部分が無く、ほぼ均一の膜厚（最大０．２８４μｍ、最小０．２３２μｍ）で無電解めっき層を形成できた。
[比較例１]
実施形態の図２（Ｃ）に示されるソルダーレジスト層の表面へのパラジウム触媒付与工程において、比較例１では、パラジウム触媒が１．７ｍｇ／ｍ２吸着される。そして、実施形態の図２（Ｄ）に示されるソルダーレジスト層の表面への無電解めっき層形成の工程において、比較例１では、無電解めっき層の膜厚が、最大０．２６８μｍ、最小０μｍで形成された。図５は無電解めっき層の平面写真である。写真中で黒い部分は無電解めっき層が未析出となっているところである。比較例１では、無電解めっき層に一部未析出部分が生じ、均一の膜厚で無電解めっき層が形成できなかった。
１０ プリント配線板
７０Ｆ 上側のソルダーレジスト層
８２ 無電解めっき層
８４ 電解めっき膜
９０ 金属ポスト

Claims (5)

  1. 最外の樹脂絶縁層を形成することと、
    前記最外の樹脂絶縁層上に最外の導体層を形成することと、
    前記最外の樹脂絶縁層と前記最外の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の露出面にプラズマを照射することと、
    前記露出面に触媒を形成することと、
    前記露出面に前記触媒を介して無電解めっき層を形成すること、とを有するプリント配線板の製造方法であって、
    前記無電解めっき層の膜厚が０．２２μｍ以上、０．３８μｍ以下である。
  2. 請求項１のプリント配線板の製造方法であって、さらに、
    前記無電解めっき層上に開口を有するめっきレジストを形成することと、
    前記めっきレジストの開口内に、前記無電解めっき層をシード層として電解めっきで金属ポストを形成することと、
    めっきレジストを除去することと、
    前記金属ポストから露出する前記無電解めっき層を除去すること、とを有する。
  3. 請求項１又は請求項２のプリント配線板の製造方法であって、
    前記触媒の量は３．０ｍｇ／ｍ２以上、６．０ｍｇ／ｍ２以下である。
  4. 請求項１又は請求項２のプリント配線板の製造方法であって、
    前記触媒はＰｄである。
  5. 請求項１又は請求項２のプリント配線板の製造方法であって、
    前記プラズマの照射は、前記触媒の形成よりも前に行う。
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