JP2725665B2 - プリント配線板製造方法 - Google Patents

プリント配線板製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高性能化が進
む中で、プリント配線基板においても高密度化、ＬＳＩ
実装用パッドピッチの微細化が進行している。従来のプ
リント板製造方法としてはサブトラクティブ工法、アデ
ィティブ工法がある。
【０００３】サブトラクティブ工法は銅張積層板上にエ
ッチング法により所望の配線パターンを形成し、実装パ
ットを除外した配線パターン部をソルダーレジストを形
成することにより保護している。
【０００４】また、アディティブ工法は触媒付きの基材
上に所望の配線パターンを得られるようにパーマネント
レジストを形成し、無電解銅めっきを施すことにより直
接配線パターンを形成する。その後、サブトラクティブ
工法と同様に実装パットを除外した配線パターン部にソ
ルダーレジストを形成する。
【０００５】前記２工法により得られた従来のプリント
配線板上にＬＳＩ実装用のはんだを供給する方法はメタ
ルマスクを用いたはんだペースト印刷工法がある。この
印刷技術を使用した工法も実装用パッドの狭ピッチ化が
進むにつれて印刷時のズレ、メタルマスク開口の作製限
界により２５０〜３００μmのパッドピッチが限界とさ
れている。
【０００６】そこで、このはんだペースト印刷工法を改
善した形でスーパーソルダー工法、スーパージャフィッ
ト工法のような工法もある。スーパーソルダー工法は加
熱反応時に銅パッドのみと反応するソルダーペーストを
使用することを特徴とし、メタルマスクもパッド毎の開
口形成ではなく一辺のパッド全てを一文字に印刷するも
のでよい。
【０００７】次に、スーパージャフィット工法は銅パッ
ド上にのみはんだ粉を固定するフラックスを使用する事
を特徴とし、スーパーソルダー工法と同様にメタルマス
クはパッド毎の開口形成ではなく一辺のパッド全てを一
文字に印刷するものでよい。
【０００８】上記２種の工法はその特徴により比較的狭
ピッチパッドへブリッヂの発生なくはんだを供給する事
ができるが、パッド毎へのはんだの供給量が一定になり
にくくその結果パッド毎にはんだ量（高さ）がバラツク
という問題点がある。また、上記２種の工法では供給で
きるはんだ量はパッド形状から規定される表面張力によ
り決定される。このためベアチップ実装のように一層狭
ピッチ化が進みパッド幅が狭くなればはんだの供給量が
それにつれて少なくなり、実装に必要とされるはんだ量
を確保できなくなるという問題もある。
【０００９】これらの問題点に対し、パッド毎に一定量
のはんだ片を置き、その後リフローにより溶融してはん
だ供給を行う工法もある。
【００１０】マイクロプレス工法は特開平４−１２０７
３５号公報に示されるバンプ形成装置にて実装パッド一
つ毎にはんだをポンチ７で打ち抜き圧着し、溶融させる
ことによりはんだ供給を行う（図３（ａ）〜（ｃ））こ
とを特徴とする工法であり、被打ち抜き材としては５０
μm厚のリボン８を用い、８０μm径のポンチ７にてパッ
ド上にはんだ小片５を圧着できる。リボンの厚み、ポン
チの径についてはパッドへの供給量により任意に設定で
きる。
【００１１】これに対して、マイクロボール工法は特公
平７−１９７９９号公報に示される微細金属球配列装置
にて実装パッドに微小はんだボールを振り込み、溶融さ
せることによりはんだ供給を行う（図３（ａ）〜
（ｃ））ことを特徴とする工法であり、振り込み用の治
具としては所望のピッチに吸着穴の形成されたガラス板
をヘッドとする吸着治具１０を用い、微小はんだボール
６としては６０μm径等パッドへの供給量により任意に
設定できる。
【００１２】上記２種の工法は狭ピッチパッドへ一定量
のはんだを固定した後にリフローにより溶融するもので
ある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来のプリント配線板
製造方法の第一の問題点は、実装パッドピッチが２００
μmピッチ以下になると四辺を囲う形状でソルダーレジ
ストを形成することができず、隣接するパッドとの間に
ダムを形成することができないことである。その理由
は、２００μmピッチ以下のパッド間にレジストを形成
するために必要とされるレジスト形成精度がでないため
である。
【００１４】従来のプリント配線板製造方法の第二の問
題点は、供給したはんだが溶融前にパッドから脱落する
事である。
【００１５】その理由は、従来使用しているプリント配
線板のパッド形状はサブトラクティブ法が凸、アディテ
ィブ法がフラットに形成されておりはんだ片や球が固定
されにくい形状となっており、また第一の問題点に示し
たとおり四辺を囲う形状でソルダーレジストを形成する
ことができないため、ソルダーレジストの凹構造により
固定することも困難である。そのためパッド上に置かれ
たはんだ片や球が十分に固定さず振動等によりパッド上
から脱落する。
【００１６】従来のプリント配線板製造方法の第三の問
題点は、狭ピッチパッド（例えば１２０μmピッチ以
下）に多量のはんだを供給した場合ブリッヂを生じるこ
とである。その理由は、狭ピッチパッドに大量のはんだ
を供給した場合、リフロー溶融時に表面張力を維持でき
ずにパッド側面方向にはんだが流れ、第一、二の問題点
と同様にはんだを止めるダムがないために、ブリッヂを
発生する。
【００１７】本発明の目的は狭ピッチの実装パッド上に
厚さのバラツキが少なく、ブリッヂのないはんだを供給
するためのプリント配線板板製造方法を提供することで
ある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明のプリント配線板
板製造方法は、絶縁層上の配線パターン部に実装用パッ
ドを設けているプリント配線板において、前記パターン
部がアディティブ法により形成され、かつ、めっき厚を
パーマネントレジスト厚よりも薄く形成し導体層に対し
凹状の構造とし、また、重ねて前記実装パッド部を除く
配線基板表面にソルダーレジストを形成することで、前
記実装用パッドの周囲４辺に各レジストにより壁を形成
し、前記実装パッド上にはんだ供給する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について図
面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】図１（ａ）〜（ｇ）は本発明の第１の実施
形態を示す平面図（右列）および断面図（左列）であ
る。図１（ａ）はプリント配線基板のベースとなる基材
である。基材１としては従来からプリント板の基材とし
て用いられているものであれば特に限定されるものでは
ないが、本例ではガラス布基材エポキシ樹脂板を使用し
た。本発明はまず図１（ｂ）に示すように、基材１上の
全面にパーマネントレジスト２を塗布する。このレジス
トはフォトリソグラフィ技術により所望のパターンを形
成できるものであり、アディティブ工法においてはめっ
きレジストとなるものである。また、パーマネントレジ
スト２の厚みは特に限定されるものではないが、無電解
銅めっき３により形成される導体回路の厚みより厚いこ
とが条件となる。本例ではパーマネントレジスト２の厚
みを３５μmとした。次に図１（ｃ）に示すように、パ
ーマネントレジスト２を露光、現像処理することにより
所望のパターンを形成する。ここで、配線パターンのピ
ッチは所望のものでよいが、本例では、実装パッド部の
ピッチを１００μm（パッド幅６０μm、パッド間隙４０
μm）とした。続いて図１（ｄ）に示すように、導体回
路を無電解銅めっき３により形成する。無電解銅めっき
３の厚みは特に限定されるものではないが、パーマネン
トレジスト２の厚みよりも薄いことが条件となる。本例
では１５μmとした。
【００２１】以上図１（ｂ）〜（ｄ）の工程により、導
体回路がパーマネントレジスト２に対して凹状に形成さ
れる。本例ではパーマネントレジスト２面と導体回路面
との高さの差が２０μmで形成されている。続いて図１
（ｅ）に示すように実装パッド部を除く配線基板表面に
ソルダーレジスト４を形成する。本ソルダーレジスト４
は、感光性のソルダーレジスト４を用いているためパー
マネントレジスト２と導体回路の凹形状にも追従してレ
ジストを形成することができる。以上の工程により実装
用パッドの周囲４辺に各レジストによりダムが形成され
る。
【００２２】次に図１（ｆ）に示すように、凹状の実装
パッド上にマイクロプレス工法によりはんだ片５を供給
する。ここで、はんだ片５の径は実装パッド幅により規
定され、その厚みは必要なはんだ量により決定される。
本例では被打ち抜き材としては５０μm厚のリボンを用
い、６０μm径のポンチにてパッド上に６０μm径で、５
０μm厚のはんだ片を５供給した。また、はんだの材質
はＳｎ−Ａｇ系のものを用いた。最後に、図１（ｅ）に
示すようにリフロー装置に投入してはんだを溶融させ実
装パッド上にはんだを形成した。
【００２３】以上の方法によれば、周囲四辺がレジスト
によって囲まれた実装パッド上に一定量のはんだを供給
することができる。
【００２４】図２（ａ）〜（ｇ）は本発明の第２の実施
形態を示す平面図（右列）および断面図（左列）であ
る。図２（ａ）はプリント配線基板のベースとなる基材
である。基材１としては従来からプリント板の基材とし
て用いられているものであれば特に限定されるものでは
ないが、本実施例ではガラス布基材エポキシ樹脂板を使
用した。まず図２（ｂ）に示すように、基材１上の全面
にパーマネントレジスト２を塗布する。このレジストは
フォトリソグラフィ技術により所望のパターンを形成で
きるものであり、アディティブ工法においてはめっきレ
ジストとなるものである。また、パーマネントレジスト
２の厚みは特に限定されるものではないが、無電解銅め
っき３により形成される導体回路の厚みより厚いことが
条件となる。本例ではパーマネントレジスト２の厚みを
３５μmとした。次に図２（ｃ）に示すように、パーマ
ネントレジスト２を露光、現像処理することにより所望
のパターンを形成する。ここで、配線パターンのピッチ
は所望のものでよいが、本実施例では、実装パッド部の
ピッチを１００μm（パッド幅６０μm、パッド間隙４０
μm）とした。続いて図２（ｄ）に示すように、導体回
路を無電解銅めっき３により形成する。無電解銅めっき
３の厚みは特に限定されるものではないが、パーマネン
トレジスト２の厚みよりも薄いことが条件となる。本例
では１５μmとした。
【００２５】以上図２（ｂ）〜（ｄ）の工程により、導
体回路がパーマネントレジスト２に対して凹状に形成さ
れる。本例ではパーマネントレジスト２面と導体回路面
との高さの差が２０μmで形成されている。続いて図２
（ｅ）に示すように実装パッド部を除く配線基板表面に
ソルダーレジスト４を形成する。本ソルダーレジスト４
は、感光性のソルダーレジスト４を用いているためパー
マネントレジスト２と導体回路の凹形状にも追従してレ
ジストを形成することができる。以上の工程により実装
用パッドの周囲４辺に各レジストによりダムが形成され
る。
【００２６】次に図２（ｆ）に示すように、凹状の実装
パッド上にマイクロボール法により微小なはんだボール
を供給する。ここで、微小はんだボール６の径は必要な
はんだ量により決定される。本実施例では６０μm径を
供給した。最後に、図２（ｇ）に示すようにリフロー装
置に投入してはんだを溶融させ実装パッド上にはんだを
形成した。
【００２７】以上の方法によれば、周囲四辺がレジスト
によって囲まれた実装パッド上に一定量のはんだを供給
することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明のプリント配線板製造方法の第１
の効果は、１２０μmピッチ以下の狭ピッチパッド上へ
ブリッヂを生じることなくはんだを供給することができ
ることである。その理由は、実装パッド周囲４辺にパー
マネントレジストトとソルダーレジストにより壁が形成
されており、この壁がはんだ流出防止用ダムとなり、リ
フロー溶融時にもパッド周囲に流れ出さず、はんだポッ
トとして実装に必要な量（厚みで２０μm強）のはんだ
を実装用パッドに形成できる。
【００２９】本発明のプリント配線板製造方法の第２の
効果は、バラツキのない一定量のはんだを供給できるこ
とである。その理由は、本発明でははんだの供給方法と
してマイクロプレス工法またはマイクロボール工法を使
用するためパッド毎に確実に一定量のはんだを供給する
ことができる。また、本発明により得られるプリント配
線板の実装パッド周囲４辺にパーマネントレジストトと
ソルダーレジストにより壁が形成されており、はんだ片
または球がこのダムの中に固定されるため従来の不安定
な固定状態に比較して振動等によりパッドから脱落する
ことがない。このため、確実に一定量のはんだを固定し
た状態でリフローに投入し、パッド上にはんだを供給で
きる。
【００３０】本発明のプリント配線板製造方法の第３の
効果は、１２０μm以下の狭ピッチパッド上への信頼性
の高い実装接続信頼性を得ることができることである。
その理由は、第１、２の効果に示したように実装パッド
上に実装に必要充分量のはんだをバラツキなく供給でき
るため１２０μmピッチ以下の狭ピッチパッドを必要と
するベアチップ実装においても信頼性の高い実装を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第１の実施形態を示
す平面図及び断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第２の実施形態を示
す平面図及び断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は第１の従来例を示す断面図で
ある。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は第２の従来例を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
１ 基材 ２ パーマネントマスク ３ 無電解銅めっき ４ ソルダーレジスト ５ はんだ片 ６ 微小はんだボール ７ ポンチ ８ はんだリボン ９ 基板 １０ 吸着治具

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁層上の配線パターン部に実装用パッ
    ドを設けているプリント配線板において、前記配線パタ
    ーン部がアディティブ法により形成され、かつ、めっき
    厚をパーマネントレジスト厚よりも薄く形成し導体層に
    対し凹状の構造とし、また、重ねて前記実装パッド部を
    除く配線基板表面にソルダーレジストを形成すること
    で、前記実装用パッドの周囲に各レジストにより壁を形
    成し、前記実装パッド上にはんだ供給することを特徴と
    するプリント配線板製造方法。
  2. 【請求項２】 前記はんだ供給方法として周囲に壁の存
    在する前記実装用パッド一つ毎にはんだを打ち抜きによ
    り圧着し、溶融させることによりはんだ供給を行う請求
    項１記載のプリント配線板製造方法。
  3. 【請求項３】 前記はんだ供給方法として四方に壁の存
    在する前記実装パッドに微小はんだボールを振り込み、
    溶融させることによりはんだ供給を行う請求項１に記載
    のプリント配線板製造方法。
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