JP2022176709A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】接続信頼性の高いプリント配線板の提供。【解決手段】実施形態のプリント配線板は、樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成されているパッドと、前記樹脂絶縁層と前記パッド上に形成され、前記パッドを露出する開口部を有する最上の樹脂絶縁層と、前記開口部から露出する前記パッド上に形成されているビア導体と、前記ビア導体と前記ビア導体周りの前記最上の樹脂絶縁層上に形成されている金属ポストと、前記金属ポストと前記金属ポスト周りの前記最上の樹脂絶縁層を覆うめっき膜、とを有する。【選択図】図１

Description

本明細書によって開示される技術は、プリント配線板に関する。

特許文献１は、導電パッドを備える基板と、基板上に形成され、導電パッドを露出する開口部を有する絶縁層と、開口部内の導電パッド上に形成され、前記絶縁層の側壁に沿って前記絶縁層の上部面より高く形成される剥離防止層と、剥離防止層上に形成される柱形端子と、柱形端子上に形成されるはんだバンプとを有するパッケージ基板を開示する。剥離防止層は銅によって形成されている。柱形端子はスズと銅の合金によって形成される。

特開２０１１－１２４５５９号公報

［特許文献１の課題］
特許文献１のパッケージ基板の製造過程では、はんだバンプの形成後に、剥離防止層及び柱形端子を形成するためのドライフィルムパターンが取り除かれる。その後、絶縁層上に形成されためっきシード層がエッチングによって取り除かれる。

しかしながら、めっきシード層と剥離防止層はともに銅によって形成されているため、めっきシード層が除去される際に、絶縁層の上面から突出する剥離防止層の一部がエッチング液によって部分的に除去されると考えられる。その結果、剥離防止層が部分的に細くなり、導体パッドとの接続信頼性が低下すると考えられる。

本発明のプリント配線板は、樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成されているパッドと、前記樹脂絶縁層と前記パッド上に形成され、前記パッドを露出する開口部を有する最上の樹脂絶縁層と、前記開口部から露出する前記パッド上に形成されているビア導体と、前記ビア導体と前記ビア導体周りの前記最上の樹脂絶縁層上に形成されている金属ポストと、前記金属ポストと前記金属ポスト周りの前記最上の樹脂絶縁層を覆うめっき膜、とを有する。

本発明の実施形態のプリント配線板によると、金属ポストと金属ポスト周りの最上の樹脂絶縁層がめっき膜で覆われる。そのため、プリント配線板の製造過程において、最上の樹脂絶縁層上に形成されたシード層がエッチングによって取り除かれる場合であっても、金属ポストの一部がエッチング液によって除去されることが抑制される。その結果、金属ポストが部分的に細くなることが抑制される。金属ポスト及びビア導体とパッドとの間の高い接続信頼性が確保される。

実施形態のプリント配線板の一部を模式的に示す断面図。 導体ビアと金属ポストを模式的に示す拡大断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。 実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

［実施形態］
図１は、実施形態のプリント配線板１の一部を示す断面図である。図１に示されるように、プリント配線板１は、樹脂絶縁層２と、複数個のパッド１２、１４と、最上の樹脂絶縁層２０と、ビア導体３２ａ、３４ａと、金属ポスト３２ｂ、３４ｂと、めっき膜５２、５４とを有している。

樹脂絶縁層２はコア基板を形成することができる。樹脂絶縁層２はビルドアップ層を形成する樹脂絶縁層を形成することができる。樹脂絶縁層２は熱硬化性樹脂を用いて形成される。樹脂絶縁層２はシリカ等の無機粒子を含んでもよい。樹脂絶縁層２はガラスクロス等の補強材を含んでもよい。

パッド１２、１４は樹脂絶縁層２上に設けられている。図１は２個のパッド１２、１４のみを示しているが、樹脂絶縁層２上には２個のパッド１２、１４以外のパッド（図示しない）も設けられていてもよい。パッド１２とパッド１４は隣接して設けられている。パッド１２、１４は電子部品を搭載するためのパッドである。パッド１２、１４は、銅を主成分とする導電性金属で形成される。

最上の樹脂絶縁層２０は、樹脂絶縁層２とパッド１２、１４上に形成されている。最上の樹脂絶縁層２０は、パッド１２を露出する開口部２２と、パッド１４を露出する開口部２４とを有する。最上の樹脂絶縁層２０は、ＵＶ光（紫外線）によって硬化するタイプのソルダーレジスト（いわゆるＵＶ硬化型ソルダーレジスト）によって形成される。他の例では、最上の樹脂絶縁層２０は熱硬化性樹脂を用いて形成されてもよい。

ビア導体３２ａは、開口部２２から露出するパッド１２上に形成されている。ビア導体３２ａは開口部２２内を充填している。金属ポスト３２ｂは、ビア導体３２ａとビア導体３２ａ周りの最上の樹脂絶縁層２０上に形成されている。ビア導体３２ａと金属ポスト３２ｂは銅を主成分とする導電性金属で形成される。ビア導体３２ａと金属ポスト３２ｂは、シード層４０とシード層４０上の電解めっき膜４２で形成されている。

図２は、ビア導体３２ａと金属ポスト３２ｂを示す拡大断面図である。図２に示されるように、ビア導体３２ａと金属ポスト３２ｂは一体に形成されている。ビア導体３２ａは最上の樹脂絶縁層２０の開口部２２内に埋まった部分であり、金属ポスト３２ｂは、最上の樹脂絶縁層２０の上面より上方に突出している部分である。金属ポスト３２ｂの一部は開口部２２の周囲の最上の樹脂絶縁層２０上に形成されている。金属ポスト３２ｂの側面は、最上の樹脂絶縁層２０に向かって裾を引いている。金属ポスト３２ｂの側面のうち、最上の樹脂絶縁層２０の近傍の部分は外側に向かって広がっている。

図１に示されるように、ビア導体３４ａは、開口部２４から露出するパッド１４上に形成されている。ビア導体３４ａは開口部２４内を充填している。金属ポスト３４ｂは、ビア導体３４ａとビア導体３４ａ周りの最上の樹脂絶縁層２０上に形成されている。ビア導体３４ａと金属ポスト３４ｂは銅を主成分とする導電性金属で形成される。ビア導体３４ａと金属ポスト３４ｂは、シード層４０とシード層４０上の電解めっき膜４２で形成されている。

図２に示されるように、ビア導体３４ａと金属ポスト３４ｂは一体に形成されている。ビア導体３４ａは最上の樹脂絶縁層２０の開口部２４内に埋まった部分であり、金属ポスト３４ｂは、最上の樹脂絶縁層２０の上面より上方に突出している部分である。金属ポスト３４ｂの一部は開口部２２の周囲の最上の樹脂絶縁層２０上に形成されている。金属ポスト３４ｂの側面は、最上の樹脂絶縁層２０に向かって裾を引いている。金属ポスト３４ｂの側面のうち、最上の樹脂絶縁層２０の近傍の部分は外側に向かって広がっている。

図１、図２に示されるように、めっき膜５２は、金属ポスト３２ｂと金属ポスト３２ｂ周りの最上の樹脂絶縁層２０を覆っている。めっき膜５２は、スズ膜、または、ニッケル膜と前記ニッケル膜上のスズ膜で形成されている。図２に示されるように、めっき膜５２のうち、最上の樹脂絶縁層２０を覆う部分の長さＬは５μｍ以下である。図１に示されるように、めっき膜５４は、金属ポスト３４ｂと金属ポスト３４ｂ周りの最上の樹脂絶縁層２０を覆っている。めっき膜５２は、スズ膜、または、ニッケル膜と前記ニッケル膜上のスズ膜で形成されている。図２に示されるように、めっき膜５４のうち、最上の樹脂絶縁層２０を覆う部分の長さＬは５μｍ以下である。

図１に示されるように、めっき膜５２とめっき膜５４との間の間隔Ｄは、２０μｍ以上である。間隔Ｄは、めっき膜５２の最上の樹脂絶縁層２０を覆う部分のうちの最もめっき膜５４に近い部分と、めっき膜５４の最上の樹脂絶縁層２０を覆う部分のうちの最も外側の部分との間の距離と言うことができる。間隔Ｄが２０μｍ以上であるため、プリント配線板１の製造過程においてめっき膜５２とめっき膜５４の短絡の発生が抑制される。

実施形態のプリント配線板１によると、金属ポスト３２ｂ、３４ｂと金属ポスト３２ｂ、３４ｂ周りの最上の樹脂絶縁層２０がめっき膜５２、５４で覆われている。そのため、プリント配線板１の製造過程において、最上の樹脂絶縁層２０上に形成されたシード層４０がエッチングによって取り除かれる場合であっても、金属ポスト３２ｂ、３４ｂの一部がエッチング液によって除去されることが抑制される。その結果、金属ポスト３２ｂ、３４ｂが部分的に細くなることが抑制される。金属ポスト３２ｂ、３４ｂ及びビア導体３２ａ、３４ａとパッド１２、１４との間の高い接続信頼性が確保される。金属ポスト３２ｂ、３４ｂと最上の樹脂絶縁層２０との間の高い密着性も確保される。実施形態の金属ポスト３２ｂ、３４ｂが「第１金属ポスト」、「第２金属ポスト」の一例である。

［実施形態のプリント配線板１の製造方法］
図３Ａ～図３Ｊは実施形態のプリント配線板１の製造方法を示す。図３Ａ～図３Ｊは断面図である。図３Ａは、樹脂絶縁層２と樹脂絶縁層２上のパッド１２、１４を示している。パッド１２、１４はＳＡＰ（Semi Additive Process）法によって形成される。パッド１２、１４はサブトラクティブ法によって形成されてもよい。

図３Ｂに示されるように、樹脂絶縁層２とパッド１２、１４上に、開口部２２、２４を有する最上の樹脂絶縁層２０が形成される。開口部２２からパッド１２が露出する。開口部２４からパッド１４が露出する。最上の樹脂絶縁層２０は、ＵＶ硬化型ソルダーレジストフィルムの貼付、開口部２２、２４が形成される範囲へのマスク配置、露光処理、現像処理が順に行われることによって形成される。

図３Ｃに示されるように、最上の樹脂絶縁層２０と開口部２２、２４から露出するパッド１２、１４上に、シード層４０が形成される。シード層４０は非電解めっきによって形成される。

図３Ｄに示されるように、シード層４０上にＵＶ硬化型のドライレジストフィルム７０が貼り付けられる。他の例では、ドライレジストフィルム７０に代えて、液状のＵＶ硬化型のレジストが塗布されてもよい。この時点では、ドライレジストフィルム７０は硬化されていない。ドライフィルム７０はシード層４０の全面に貼り付けられる。ドライフィルム７０は開口部２２、２４を充填する。

図３Ｅに示されるように、ドライレジストフィルム７０上にマスク８０が配置される。マスク８０は、開口部２２、２４の上方に対応する範囲をカバーするように配置される。この状態で、ドライレジストフィルム７０に対して、上方からＵＶ光が照射される（図中矢印９０参照）。ドライレジストフィルム７０のうちマスク８０でカバーされている第１領域７０ａにはＵＶ光が照射されない。そのため第１領域７０ａは硬化しない。一方、ドライレジストフィルム７０のうちマスク８０でカバーされていない第２領域７０ｂにはＵＶ光が照射される。そのため第２領域７０ｂは硬化する。ただし、第２領域７０ｂは上面から見てシード層４０に近くなるほどＵＶ光の透過率が下がる。そのため、第２領域７０ｂのうち上面に近い部分は硬化率が高いが、シード層４０に近い部分は硬化率が低くなる。第２領域７０ｂの硬化率は、ドライレジストフィルム７０の上面からシード層４０に向かって徐々に低くなる。

その後、ドライレジストフィルム７０に対して現像処理が行われる。現像処理では、現像液（例えば希アルカリ水溶液）によって、ドライレジストフィルム７０の未硬化部分が除去される。これにより、ＵＶ光が照射されておらず硬化されていない第１領域７０ａに相当する部分が除去される。さらに、第１領域７０ａに隣接する第２領域７０ｂの一部も現像液によって除去される。この際、第１領域７０ａに隣接する第２領域７０ｂは、その硬化度合いに応じて除去される度合いが異なる。第１領域７０ａに隣接する第２領域７０ｂは、硬化度合いが低いほどより多く除去される。

図３Ｆに示されるように、現像処理が行われることで、シード層４０上にはめっきレジスト７１が形成される。めっきレジスト７１は、硬化された第２領域７０ｂに対応する。めっきレジスト７１はレジスト開口部７２を有する。レジスト開口部７２は除去された第１領域７０ａが配置されていた部分に形成される。レジスト開口部７２は、ビア導体３２ａ、３４ａと金属ポスト３２ｂ、３４ｂとめっき膜５２、５４（図１）を形成するための開口部である。めっきレジスト７１の側面（レジスト開口部７２に対向する面）のうち、シード層４０に近い部分は内側にえぐれている。めっきレジスト７１の側面のえぐれた部分は、第２領域７０ｂ（図３Ｅ）の硬化率が低い部分が現像処理によってより多く除去されたことに起因して形成される。すなわち、レジスト開口部７２は最上の樹脂絶縁層２０に向かって裾を引いている。レジスト開口部７２のうち最上の樹脂絶縁層２０の近傍の部分は外側に向かって広がっている。

図３Ｇに示されるように、めっきレジスト７１から露出するシード層４０上に、電解めっき膜４２が形成される。電解めっき膜４２は開口部２２、２４を充填する。電解めっき膜４２はレジスト開口部７２も充填する。シード層４０とシード層４０上に形成される電解めっき膜４２によって、ビア導体３２ａ、３４ａと金属ポスト３２ｂ、３４ｂが形成される。ビア導体３２ａ、３４ａは最上の樹脂絶縁層２０の開口部２２、２４内に埋まった部分であり、金属ポスト３２ｂ、３４ｂは、最上の樹脂絶縁層２０の上面より上方に突出している部分である。

図３Ｈに示されるように、形成された金属ポスト３２ｂ、３４ｂの表面を粗化するためのエッチングが行われる。金属ポスト３２ｂ、３４ｂの表面が粗化されることにより、金属ポスト３２ｂ、３４ｂと後で形成されるめっき膜５２、５４（図１）の密着性が向上する。エッチングが行われることで、金属ポスト３２ｂ、３４ｂの一部が除去され、金属ポスト３２ｂ、３４ｂの幅と高さが小さくなる。この結果、金属ポスト３２ｂ、３４ｂとめっきレジスト７１との間に隙間が形成される。

図３Ｉに示されるように、めっき膜５２、５４が形成される。めっき膜５２、５４は電解めっきによって形成される。めっき膜５２、５４はスズ膜である。めっき膜５２、５４は、ニッケル膜と前記ニッケル膜上のスズ膜で形成されてもよい。めっき膜５２、５４は、金属ポスト３２ｂ、３４ｂの上面に形成される。さらにめっき膜５２，５４は、金属ポスト３２ｂ、３４ｂとめっきレジスト７１との間の隙間（図３Ｉ）にも形成される。この結果、金属ポスト３２ｂ、３４ｂと金属ポスト３２ｂ、３４ｂ周りの最上の樹脂絶縁層２０を覆うめっき膜５２、５４が形成される。

図３Ｊに示されるように、めっきレジスト７１が除去される。その後、めっき膜５２、５４から露出するシード層４０が除去される。実施形態のプリント配線板１（図１）が得られる。この際、金属ポスト３２ｂ、３４ｂと金属ポスト３２ｂ、３４ｂ周りの最上の樹脂絶縁層２０がめっき膜５２、５４で覆われているため、シード層４０がエッチングによって取り除かれる場合であっても、金属ポスト３２ｂ、３４ｂがエッチング液によって除去されることが抑制される。その結果、金属ポスト３２ｂ、３４ｂが部分的に細くなることが抑制される。金属ポスト３２ｂ、３４ｂ及びビア導体３２ａ、３４ａとパッド１２、１４との間の高い接続信頼性が確保される。金属ポスト３２ｂ、３４ｂと最上の樹脂絶縁層２０との間の高い密着性も確保される。

１：プリント配線板
２：樹脂絶縁層
１２、１４：パッド
２０：最上の樹脂絶縁層
２２、２４：開口部
３２ａ、３４ａ：ビア導体
３２ｂ、３４ｂ：金属ポスト
４０：シード層
４２：電解めっき膜
５２、５４：めっき膜
７１：めっきレジスト
７２：レジスト開口部

Claims (5)

1. 樹脂絶縁層と、
   前記樹脂絶縁層上に形成されているパッドと、
   前記樹脂絶縁層と前記パッド上に形成され、前記パッドを露出する開口部を有する最上の樹脂絶縁層と、
   前記開口部から露出する前記パッド上に形成されているビア導体と、
   前記ビア導体と前記ビア導体周りの前記最上の樹脂絶縁層上に形成されている金属ポストと、
   前記金属ポストと前記金属ポスト周りの前記最上の樹脂絶縁層を覆うめっき膜、とを有するプリント配線板。
2. 請求項１のプリント配線板であって、前記金属ポストの側面は前記最上の樹脂絶縁層に向かって裾を引いている。
3. 請求項１のプリント配線板であって、前記金属ポストは隣接する第１金属ポストと第２金属ポストを含み、前記第１金属ポスト上の前記めっき膜と前記第２金属ポスト上の前記めっき膜との間の間隔は２０μｍ以上である。
4. 請求項１のプリント配線板であって、前記最上の樹脂絶縁層を覆う前記めっき膜の長さは５μｍ以下である。
5. 請求項１のプリント配線板であって、前記めっき膜は、スズ膜、または、ニッケル膜と前記ニッケル膜上のスズ膜で形成されている。

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