JP3987781B2

JP3987781B2 - 配線基板の製造方法

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Publication number: JP3987781B2
Application number: JP2002285555A
Authority: JP
Inventors: 友紀松浦; 健藏川口; 和久佐藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004124110A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板の製造時に銅パターンに対して無電解金めっきを行う際の前処理方法、配線基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配線基板上に半導体集積回路チップ等の電子部品を搭載した構造の半導体パッケージがよく知られている。かかる配線基板の表面には、銅パターン（接続端子としての多数の銅パッドや、半導体集積回路チップを搭載する際の位置合わせに用いる銅マークなど）が設けられている。かかる銅パターンには、一般的に表面処理として無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっきが施されている。つまり、銅パターン上には無電解Ｎｉ−Ｐめっき層が形成され、さらにその上には無電解金めっき層が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７４５３７号公報（図２等）。
【０００４】
ところが、無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっきを施した銅パッド上にはんだバンプなどを形成した場合、はんだ中に含まれるＳｎと無電解Ｎｉとが反応して、Ｓｎ−Ｎｉ合金層を生じてしまう。それゆえ、合金層の界面でクラックが発生しやすくなり、電気的オープン不良につながるおそれがあった。このため、長期信頼性に問題があった。そこで従来においては、Ｓｎ−Ｎｉ合金層の発生原因である無電解Ｎｉ−Ｐ層を排除すべく、銅パッド上に直接無電解Ａｕめっきを施して無電解Ａｕめっき層を形成することが検討されてきた。また、このような直接無電解Ａｕめっきを行う場合、通常、前処理として、脱脂、ソフトエッチング及び酸洗浄が行われていた。なお、銅マークは銅パッドと同一面内に存在することが多いため、かかる銅マークについても前処理を経て直接無電解Ａｕめっきが施されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法により銅パターン上に直接形成された無電解Ａｕめっき層は、従来の無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっき層に比べて光沢が少なく、くすんだ感じの色合いとなってしまう。よって、表面を覆う無電解金めっき層の色合いが従来のものとは異なる銅マークを用いて位置合わせをしようとしても、その銅マークの画像を正確に認識することができなかった。それゆえ、画像認識を可能とするためには画像認識装置の設定を変更しなければならず、結果として生産性の低下を来たすという問題があった。
【０００６】
そこで本願発明者らが鋭意研究を行ったところ、銅パターン上に直接形成された無電解Ａｕめっき層の色合いの変化の原因はめっき前処理にあること、さらにはめっき前処理にて用いているエッチング液にあることを突き止めた。即ち、従来一般的に使用されているエッチング液は、過硫酸塩類系のエッチング液である。かかるエッチング液は、銅の粒界を侵蝕する作用が強く、銅パターンの表面を凹凸化しやすい。従って、凹凸が増えた銅パターンの表面に直接無電解Ａｕめっき層を形成した場合、その無電解Ａｕめっき層にも凹凸が生じ、これにより光沢の低下及びくすみの発生につながってしまうのである。そして、本願発明者はこのような知見をさらに発展させ、下記の発明を想到するに至ったのである。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、銅パターンを覆う無電解金めっき層の色合いの変化を伴わない無電解金めっきの前処理方法、配線基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そして上記課題を解決するための手段としては、第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面にて露出する電子部品が搭載可能な複数の銅パッドと、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面にて露出する位置合わせ用の銅マークと、前記銅マーク上に直接形成された無電解金めっき層と、前記銅マークの表面に存在する複数の微小凸部と、前記微小凸部の平均間隔は１５μｍ以上であることとを備えることを特徴とする配線基板がある。
【０００９】
また、別の解決手段としては、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面にて露出する電子部品が搭載可能な複数の銅パッドと、前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくともいずれかの表面にて露出する位置合わせ用の銅マークと、前記銅パッド上及び前記銅マーク上に直接形成された無電解金めっき層と、前記銅パッドの表面及び前記銅マークの表面に存在する複数の微小凸部と、前記微小凸部の平均間隔は１５μｍ以上であることとを備えることを特徴とする配線基板がある。
【００１０】
そして上記構成の配線基板の場合、銅マーク（及び銅パッド）の表面に複数の微小凸部が存在していたとしても、その平均間隔は１５μｍ以上であることから、従来構成（ちなみに微小凸部の平均間隔が１０μｍ前後）に比べて、単位面積あたりの凹凸の数が確実に少なくなっている。よって、かかる銅マーク（及び銅パッド）の表面は比較的平滑なものとなっている。従って、このような銅マーク（及び銅パッド）の表面に直接形成された無電解金めっき層の表面も、凹凸が少なくて比較的平滑なものとなる。よって、従来の無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっき層と同等の光沢を維持することができ、めっき前処理に起因するくすみの発生を回避することができる。従って、画像認識装置の設定を特に変更しなくても十分に画像認識を行うことが可能となり、電子部品を搭載する際の位置合わせ作業を容易にかつ精度よく行うことができる。ゆえに、生産性の向上を達成することができる。
【００１１】
なお「銅マーク（及び銅パッド）の表面に存在する微小凸部の平均間隔」とは、具体的には、銅マーク（及び銅パッド）を任意の箇所にて切断した場合、その切断面に現れる微小凸部のピーク間の平均間隔（μｍ）のことを意味する。
【００１２】
上記構成においては、銅マーク（及び銅パッド）の表面に存在する微小凸部の平均間隔は１５μｍ以上である必要があり、さらには２０μｍ以上であることがよく、特には２０μｍ以上１００μｍ以下であることがよい。その理由は、前記平均間隔が１５μｍ未満であると、従来のものとあまり差がなくなり、銅マーク（及び銅パッド）の表面の平滑化、ひいては無電解金めっき層の表面の平滑化を十分に達成できなくなるからである。
【００１３】
また、別の解決手段としては、配線基板の表面にて露出する銅パターン上に直接無電解金めっき層を形成する際の前処理方法であって、過酸化水素と硫酸とを主成分とする水溶液からなるエッチング液を用いて前記銅パターンをソフトエッチングする工程を含むことを特徴とする、無電解金めっきの前処理方法がある。
【００１４】
さらに別の解決手段としては、第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側及び前記第２主面側の最外層に設けられたソルダレジストと、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、はんだバンプを介して半導体集積回路チップが搭載可能な複数の銅パッドと、前記複数の銅パッドと同一面内に存在し、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、前記半導体集積回路チップを搭載する際の位置合わせに用いられる銅マークと、前記銅マーク上に直接形成された無電解金めっき層とを備える配線基板の製造方法であって、過酸化水素と硫酸とを主成分とする水溶液からなるエッチング液を用いて前記銅マークをソフトエッチングする工程と、前記ソフトエッチング工程後に前記銅マークに対して無電解金めっきを施す工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法がある。
【００１５】
なお、前記ソフトエッチング工程は、過硫酸塩類系のエッチング液に比較して銅の粒界を侵蝕する作用の小さいエッチング液を用いて前記銅マークをソフトエッチングする工程であってもよい。
【００１６】
そして、上記方法において使用される過酸化水素と硫酸とを主成分とする水溶液からなるエッチング液（以下「過酸化水素／硫酸系エッチング液」と表記する。）は、従来一般的な過硫酸塩類系エッチング液に比べて、銅の粒界を侵蝕する作用が小さい。ゆえに、過酸化水素／硫酸系エッチング液は、過硫酸塩類系エッチング液を用いたときほど銅パターン（銅マーク及び銅パッド）を厚さ方向に侵蝕せず、むしろ層方向に侵蝕する作用が強い。このため、過酸化水素／硫酸系エッチング液により前処理された銅パターン（銅マーク及び銅パッド）の表面は、凹凸が少なくて比較的平滑なものとなる。従って、かかる凹凸が少なくて平滑な銅パターン（銅マーク及び銅パッド）の表面に直接無電解金めっき層が形成されることとなり、その結果得られる無電解金めっき層の表面の平滑性が向上する。よって、従来の無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっき層と同等の光沢を維持することができ、めっき前処理に起因するくすみの発生を回避することができる。従って、画像認識装置の設定を特に変更しなくても十分に画像認識を行うことが可能となり、生産性の向上を達成することができる。
【００１７】
以下、無電解金めっきの前処理方法を含む上記配線基板の製造方法について順を追って説明する。
【００１８】
まず、コア基板の片面または両面に配線層や樹脂絶縁層を設けた構造の配線基板をあらかじめ作製する。
【００１９】
前記コア基板としては、例えば、樹脂板、セラミック板、金属板などが挙げられる。これらの板材は、コスト性、孔加工の容易性、導電性などを考慮して適宜選択される。樹脂板としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）等からなる板材が挙げられる。前記セラミック板としては、例えば、アルミナ、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料等からなる板材等がある。前記金属板としては、例えば、銅板や銅合金板、銅以外の金属単体や、合金（例えばＦｅ−Ｎｉ系合金など）からなる板材などが挙げられる。
【００２０】
前記配線層は主として銅からなり、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成される。具体的にいうと、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっきなどの手法が適用される。なお、スパッタやＣＶＤ等の手法により薄膜を形成した後にエッチングを行うことで配線層を形成したり、導電性ペースト等の印刷により配線層を形成したりすることも可能である。
【００２１】
コア基板と配線層との間に介在する樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂が好適であり、その場合に絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択されることができる。熱硬化性樹脂の好適例としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ポリエステル樹脂、けい素樹脂等がある。
【００２２】
かかる配線層は、コア基板の片側面において１層のみ配置されていてもよいほか、２層以上配置されていてもよい。即ち、コア基板の表面上には、配線層と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるビルドアップ層が形成されていてもよい。
【００２３】
前記配線基板は、配線基板の第１主面及び第２主面のうちの少なくともいずれかの表面にて露出するように形成された複数の銅パッドを有している。例えば、配線基板の最外層の樹脂絶縁層がソルダレジストである場合、そのソルダレジストに設けられた開口部の底部に各銅パッドが配置された構成を例として挙げることができる。前記銅パッドに対しては、はんだ等を介して電子部品が搭載及び接合可能である。ここで前記電子部品としては、例えば、裏面に複数の接続端子を有する半導体集積回路チップなどを挙げることができる。そのほか前記電子部品は、裏面または側面に複数の接続端子を有する半導体パッケージや、裏面または側面に複数の端子を有するチップ部品（例えばチップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップコイルなど）などであってもよい。この場合、搭載される電子部品は、能動部品であっても受動部品であってもよい。
【００２４】
前記銅パッドが半導体集積回路チップ搭載用のパッドである場合、これら複数のパッドは、例えば、配線基板の略中央部にある電子部品搭載領域内において格子状に配置される。なお、配線基板がいわゆる多数個取り用の配線基板であるような場合には、かかる電子部品搭載領域は配線基板上の複数箇所に設定されていてもよい。
【００２５】
また、前記配線基板は、第１主面及び第２主面のうちの少なくともいずれかの表面にて露出するように形成された銅マークを有している。例えば、配線基板の最外層の樹脂絶縁層がソルダレジストである場合、そのソルダレジストに設けられた開口部の底部に各銅マークが配置された構成を例として挙げることができる。このような銅マークは、電子部品を搭載する際にその電子部品を配線基板における正しい位置に合わせるために用いられる。配線基板内に１つ以上の電子部品搭載領域があるような場合、かかる銅マークは、電子部品搭載領域の外に配置されることがよい。また、銅マークは１つのみであってもよいほか、複数であってもよい。
【００２６】
前記最外層の樹脂絶縁層であるソルダレジストの形成前には、めっき層との密着性の向上を図るために、銅パッド及び銅マークの表面粗化を行うことがよい。具体的手法としては、酸処理のような化学的処理、ブラスト処理やバフ研磨等のような物理的処理などの公知の表面粗化処理がある。
【００２７】
また、前記ソルダレジストに開口部をパターニングした後には、銅パッド及び銅マークの表面の樹脂の残渣を取り除くためにデスミア処理を行うことがよい。
【００２８】
次に、少なくともソフトエッチング工程を含むめっき前処理を実施し、銅パッド及び銅マークの表面を無電解金めっきが析出しやすい状態にする。
【００２９】
かかるソフトエッチング工程では、過酸化水素／硫酸系エッチング液を用いて銅パッド及び銅マークの表面をソフトエッチングする。この場合におけるソフトエッチングとは、銅表面を０．２μｍから数μｍ程度均一にエッチングすることをいう。かかるソフトエッチングを行うと、銅の表面酸化物（酸化銅膜）が除去される結果、表面が活性化されてめっきの析出に好適な状態となる。
【００３０】
この工程で用いるエッチング液は、上記の過酸化水素／硫酸系エッチング液のように、過硫酸塩類系エッチング液に比較して銅の粒界を侵蝕する作用の小さいエッチング液である必要がある。なお、過硫酸塩類系エッチング液に比較して銅の粒界を侵蝕する作用が小さい、という条件を満たすものであれば、主成分である過酸化水素及び硫酸の比率は任意に設定することができる。また、前記条件を満たすものであれば、過酸化水素及び硫酸を主成分として含みかつ過酸化水素及び硫酸以外の成分を副成分として若干含む水溶液を、エッチング液として用いても構わない。
【００３１】
前記過酸化水素／硫酸系エッチング液の処理方法としては特に限定されないが、例えばディップ方式やスプレー方式などを挙げることができる。具体的には、ディップ方式を採用した場合、エッチング液を常温で３０秒以上１２０秒以下程度処理することがよい。スプレー方式を採用した場合、エッチング液を常温で１５秒以上６０秒以下程度処理することがよい。
【００３２】
なお、上記のソフトエッチングを実施した後には、配線基板の水洗及び乾燥を行って、エッチング液を完全に除去しておくことがよい。
【００３３】
上記めっき前処理においては、ソフトエッチング工程に先立って脱脂工程を実施することが望ましい。その理由は、ソフトエッチング工程と脱脂工程との相乗効果により、いっそう銅パッド及び銅マークの表面を直接無電解金めっきに適した状態とすることができるからである。
【００３４】
前記脱脂工程では、配線基板の表面を例えば酸性の脱脂液を用いて脱脂する。かかる脱脂は、銅表面における軽度の油脂分や酸化物を除去して、銅に対する無電解金めっきの濡れ性を改善し、銅に対する無電解金めっきの密着性の向上させることを目的としている。かかる脱脂工程においてディップ法を採用した場合には、処理濃度を８０ｍＬ／Ｌ以上１２０ｍＬ／Ｌ以下に設定し、処理温度を４０℃以上６０℃以下に設定し、処理時間を４分以上６分以下に設定することがよい。また、ディップ時に脱脂液の撹拌を行うことも好ましい。
【００３５】
なお、脱脂工程後かつソフトエッチング工程前においては、配線基板の水洗及び乾燥を行って、脱脂液を完全に除去しておくことがよい。
【００３６】
また、上記めっき前処理においては、ソフトエッチング工程後にさらに酸洗浄工程を実施することが望ましい。その理由は、ソフトエッチング工程と酸洗浄工程との相乗効果（さらには脱脂工程とソフトエッチング工程と酸洗浄工程との相乗効果）により、いっそう銅パッド及び銅マークの表面を直接無電解金めっきに適した状態とすることができるからである。
【００３７】
この工程では、洗浄液として例えば硫酸等のような酸溶液が使用される。例えば硫酸を採用した場合には、常温で１０秒から１２０秒程度処理を行うことがよい。
【００３８】
なお、酸洗浄工程後にも、配線基板の水洗及び乾燥を行って、酸溶液を完全に除去しておくことがよい。
【００３９】
そして、上記のようなめっき前処理を行った後には、無電解金めっき工程を実施し、銅パッド及び銅マークの表面に対して直接無電解金めっきを析出させる。ここで使用される無電解金めっき液は、銅表面に直接無電解金めっきを析出しうるものであればよく、特にその種類は限定されない。かかる無電解金めっきにおいては、例えば、処理温度を５０℃以上９０℃以下に設定し、めっき液のｐＨを７．０以上７．５以下に設定し、処理時間を１分以上６０分以下に設定することがよい。
【００４０】
以上の結果、従来の無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっき層と同等の光沢を有する無電解金めっき層により被覆された銅パッド及び銅マークを有する配線基板、換言すると従来の条件設定にて画像認識装置による位置合わせを行うことが可能な配線基板を、簡単にかつ確実に製造することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の配線基板１１を図１〜図５に基づき詳細に説明する。
【００４２】
図１は、本実施形態の配線基板１１及びそれに搭載される半導体集積回路チップ４１を示す部分概略断面図である。図２は、配線基板１１の製造過程において、無電解金めっきを施す前の状態の配線基板１１を示す部分概略断面図である。図３は、配線基板１１の製造過程において、無電解金めっきを施した後の状態の配線基板１１を示す部分概略断面図である。
【００４３】
図１に示されるように、本実施形態の配線基板１１は、平面視で略矩形状を呈しており、上面１３（第１主面）及び下面１４（第２主面）を有している。配線基板１１の上面１３側には、図１において二点鎖線で示す半導体集積回路チップ（電子部品）４１が搭載可能となっている。一方、配線基板１１の下面１４側には、図示しないマザーボードが接続可能となっている。この配線基板１１は、エポキシ樹脂を含浸したガラスクロスからなるコア基板１２をその中心部に備えている。コア基板１２の上面１５及び下面１６には、厚さ数十μｍの銅からなる配線パターン２１，２２が形成されている。コア基板１２における複数箇所には、コア基板１２の上面１５及び下面１６を貫通するスルーホール形成用孔１７が形成されている。そのスルーホール形成用孔１７内には、無電解銅めっきからなるスルーホール導体１８が形成されている。かかるスルーホール導体１８は、コア基板１２の上面１５側の配線パターン２１と下面１６側の配線パターン２２とを接続導通している。なお、スルーホール導体１８内にできる空洞部には、導電性を有する閉塞体１９が充填されている。
【００４４】
ソルダレジスト（樹脂絶縁層）３１，３２は、その厚さが１５μｍ程度であって、感光性エポキシ樹脂を用いてコア基板１２の上面１５及び下面１６を覆うように形成されている。コア基板１２の上面１５側のソルダレジスト３１には開口部３３，３４が設けられ、コア基板１２の下面１６側のソルダレジスト３２には開口部３５が設けられている。開口部３３は、配線基板１１の略中央部に設定された電子部品搭載領域内にて複数形成されている。これらの開口部３３は、配線パターン２１の一部に形成された銅パッド２３を、配線基板１１の上面１３（第１主面）にて露出させている。一方、開口部３４は電子部品搭載領域の外に１つ形成されている。開口部３４は、コア基板１２の上面１５に位置する銅マーク２４を、配線基板１１の上面１３（第１主面）にて露出させている。開口部３５は、配線パターン２２の一部に形成された銅パッド２５を、配線基板１１の下面１４（第２主面）にて露出させている。
【００４５】
銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面上には、いずれも無電解金めっきからなる厚さ１μｍ程度の無電解金めっき層２６が直接形成されている。無電解金めっき層２６で覆われた銅パッド２３上には、突起電極であるはんだバンプ３６が設けられている。はんだバンプ３６の頂点は、配線基板１１の上面１３よりも上方に突出している。これらのはんだバンプ３６には、上記半導体集積回路チップ４１の有するバンプ４２が接合されるようになっている。また、無電解金めっき層２６で覆われた銅パッド２５に対しては、マザーボード側の突起電極（図示略）が接合されるようになっている。無電解金めっき層２６で覆われた銅マーク２４は、光沢のある金色の外観を呈しており、画像認識装置を用いた位置合わせ工程において使用されるようになっている。具体的には、かかる銅マーク２４に対して可視光線が照射されるとともに、無電解金めっき層２６によって反射された光をＣＣＤカメラによって撮像する。このようにして得た撮像データをコンピュータに読み込むとともに、それに基づいて画像認識を行うようになっている。
【００４６】
次に、この配線基板１１を製造する方法について順に説明する。
【００４７】
まず、両面に銅箔を有する銅張積層板を出発材料としてサブトラクティブ法によるパターニングを行い、配線パターン２１，２２、銅パッド２３，２５、銅マーク２４、スルーホール導体１８などを備えるコア基板１２を作製する。なお、スルーホール導体１８の空洞部についてはこの段階で穴埋めを行い、閉塞体１９を充填形成しておく。
【００４８】
次に、化学的粗化処理の一種であるＣＺ処理を行うことによって、銅からなる配線パターン２１，２２、銅パッド２３，２５、銅マーク２４の表面を粗化する。次いで、コア基板１２の上面１５及び下面１６に感光性エポキシ樹脂を塗布して硬化させることにより、ソルダレジスト３１，３２を形成する。次に、所定のマスクを配置した状態で露光及び現像を行い、前記ソルダレジスト３１，３２に開口部３３，３４，３５をパターニングする（図２参照）。
【００４９】
この後、従来公知の条件により過マンガン酸カリウム溶液を用いてデスミア処理を行い、銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面にある樹脂の残渣を取り除く。さらに、過硫酸ナトリウム水溶液を用いてアウトラインエッチを行い、さらに１４０℃かつ４分の条件でベーキングを行った後、下記のようなめっき前処理工程を実施する。
【００５０】
めっき前処理工程では、第１段階としてまず脱脂工程を実施する。具体的には、酸性の酸性浸漬洗浄剤「スルカップＡＣＬ−００７」（上村工業株式会社製）を脱脂液として用い、それに配線基板１１をディップすることにより、配線基板１１の表面を脱脂する。このとき、処理濃度を１００ｍＬ／Ｌに設定し、処理温度を５０℃に設定し、処理時間を５分に設定する。また、ディップ時には脱脂液を撹拌するようにする。その結果、銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面における軽度の油脂分や酸化物が除去されることで、ある程度銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面が活性化され、無電解金めっきが析出しやすい状態となる。なお、かかる脱脂工程後には、純水による配線基板１１の水洗及び乾燥を行って、配線基板１１の表面から脱脂液を完全に除去しておく。これにより、脱脂液の持ち込みによるソフトエッチング用のエッチング液の早期劣化が防止される。
【００５１】
次に、めっき前処理の第２段階として、過酸化水素／硫酸系エッチング液を用いて銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面をエッチするソフトエッチング工程（インラインエッチング工程）を実施する。具体的には、過酸化水素である荏原電産株式会社製の「エバケムソフトエッチＳＣシリーズＳＣ−３０１Ｒ３５」（６容量％）と、９８％精製濃硫酸（８容量％）と、純水（８６容量％）とからなる混合液を調製し、これを上記過酸化水素／硫酸系エッチング液として用いる。処理方法としてはディップ方式を採用するとともに、処理温度を常温（約３０℃）に設定し、処理時間を３０秒に設定する。すると、銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面の酸化銅膜が除去される結果、表面が活性化され、無電解金めっきがいっそう析出しやすい状態となる。なお、かかるソフトエッチング工程後には、純水による配線基板１１の水洗及び乾燥を行って、配線基板１１の表面から脱脂液を完全に除去しておく。これにより、ソフトエッチング液の持ち込みによる酸洗浄液の早期劣化が防止される。
【００５２】
ここで、過酸化水素／硫酸系エッチング液を用いてソフトエッチングを行った本実施形態に対し、従来どおり過硫酸塩類系のエッチング液を用いてソフトエッチング工程を行ったものを比較例とする。ソフトエッチング後に銅マーク２４の表面粗さ（Ｒａ，Ｒｙ，Ｒｚ）を十点平均にて測定したところ、実施形態では、Ｒａ＝０．２４μｍ，Ｒｙ＝１．５１μｍ，Ｒｚ＝０．７２μｍとなった。一方、比較例では、Ｒａ＝０．１７μｍ，Ｒｙ＝０．９０μｍ，Ｒｚ＝０．７６μｍとなった。
【００５３】
図４は、過酸化水素／硫酸系エッチング液を用いてソフトエッチングを行った後の銅マーク２４の表面状態を概略的に表した要部拡大断面図である。これに対して、図５は、従来どおり過硫酸塩類系のエッチング液を用いてソフトエッチング工程を行った後の銅マーク２４の表面状態を概略的に表した要部拡大断面図である。本実施形態においても比較例においても、銅マーク２４の表面には微小凸部５１が存在している。微小凸部５１のピーク間の平均間隔５２を測定したところ、本実施形態では２４．６１μｍであるのに対し、比較例では１１．３０μｍとかなり小さい値であった。従って、比較例よりも実施形態のほうが単位面積あたりの凹凸の数が確実に少なくなっていて、銅マーク２４の表面が平滑化されていた。なお、銅パッド２３，２５についても同様に平滑化されていた。
【００５４】
次に、めっき前処理の第３段階として、配線基板１１の酸洗浄工程を実施する。具体的には、６２．５％硫酸の１０％溶液を用い、これを常温で６０秒処理する。その結果、銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面が、よりいっそう直接無電解金めっきに適した状態となる。なお、酸洗浄工程後に配線基板１１の水洗及び乾燥を行って、前記酸溶液を完全に除去しておく。これにより、酸洗浄液の持ち込みによる無電解金めっき液の早期劣化が防止される。
【００５５】
そして、上記のようなめっき前処理を行った後、無電解金めっき工程を実施し、銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面に対して直接無電解金めっきを析出させる。この場合、無電解金めっき液として上村工業株式会社製の「ゴブライトＴＣＵ−３６」を用い、これをｐＨ＝７．２に調製した後、８５℃かつ１５分の条件で処理する。その結果、銅パッド２３，２５及び銅マーク２４の表面に所定厚みの無電解金めっき層２６を形成する（図３参照）。
【００５６】
図４，図５においては、それぞれ無電解金めっき層２６が二点鎖線で示されている。これによると、比較例に比べて本実施形態のほうが、無電解金めっき層２６表面の平滑性が高くなることがわかる。ゆえに本実施形態では、銅マーク２４を覆う無電解金めっき層２６の色調及び光沢が維持され、従来の無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっき層と同等のものになる。これに対して比較例では、銅マーク２４を覆う無電解金めっき層２６の色調及び光沢が損なわれる。その結果、本来金色であるべき色調が変化し、赤茶色にくすんでしまう。
【００５７】
次に、はんだ印刷及びリフローを行って、銅パッド２３上にはんだバンプ３６を形成する（図１参照）。続いて、画像認識装置を用いて配線基板１１に対する半導体集積回路チップ４１の位置合わせを行ったうえで、その半導体集積回路チップ４１を配線基板１１に搭載する。このとき、配線基板１１側のはんだバンプ３６と、半導体集積回路チップ４１側のバンプ４２とを接合し、配線基板１１と半導体集積回路チップ４１との電気的な導通を図る。さらに、配線基板１１と半導体集積回路チップ４１との隙間に図示しないアンダーフィル材を塗布して硬化処理を行えば、所望の半導体パッケージを得ることができる。
【００５８】
従って、本実施形態の配線基板１１及びその製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５９】
（１）この配線基板１１では、銅マーク２４及び銅パッド２３，２５の表面に存在する微小凸部５１の平均間隔５２が、比較例のそれに比べて相当大きくなっている。ゆえに、銅マーク２４等における単位面積あたりの凹凸の数が確実に少なく、表面の平滑性が高くなっている。従って、このような銅マーク２４等の表面に直接形成された無電解Ａｕめっき層２６の表面も、凹凸が少なくて平滑性が高くなる。よって、従来の無電解Ｎｉ−Ｐ／Ａｕめっき層と同等の色調及び光沢を維持することができ、めっき前処理に起因するくすみの発生を回避することができる。従って、画像認識装置の設定を特に変更しなくても十分に画像認識を行うことが可能となり、半導体集積回路チップ４１を搭載する際の位置合わせ作業を容易にかつ精度よく行うことができる。ゆえに、生産性の向上を達成することができる。
【００６０】
（２）また、本実施形態の配線基板１１の製造方法では、過酸化水素／硫酸系エッチング液によるソフトエッチング工程を含むめっき前処理を行うことを特徴とする。上述したように、過酸化水素／硫酸系エッチング液は、従来一般的な過硫酸塩類系エッチング液に比べて銅の粒界を侵蝕する作用が小さい。ゆえに、過酸化水素／硫酸系エッチング液は、過硫酸塩類系エッチング液を用いたときほど銅マーク２４及び銅パッド２３，２５を厚さ方向に侵蝕せず、むしろ層方向に侵蝕する作用が強い。このため、過酸化水素／硫酸系エッチング液によりソフトエッチングされた銅マーク２４等の表面は平滑性が高くなり、結果的に無電解金めっき層２６の平滑性も高くなる。それゆえ、本実施形態の製造方法によれば、上記の優れた配線基板１１を簡単にかつ確実に製造することができる。
【００６１】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００６２】
・前記実施形態では、脱脂工程、ソフトエッチング工程及び酸洗浄工程を含むめっき前処理工程を行っている。しかし、脱脂工程や酸洗浄工程に関しては必須ではないため、不要であると判断した場合には省略されることができる。
【００６３】
・めっき前処理工程において実施される配線基板１１の水洗及び乾燥は、必須ではないため、不要であると判断した場合には省略されても構わない。
【００６４】
・前記実施形態では銅マーク２４及び銅パッド２３，２５の両者について、過酸化水素／硫酸系エッチング液によるソフトエッチングを行っている。しかし、銅マーク２４のみについて過酸化水素／硫酸系エッチング液によるソフトエッチングを行うものとし、銅パッド２３，２５については別のエッチング液（例えば過硫酸塩類系エッチング液）を用いてソフトエッチングを行うようにしてもよい。
【００６５】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６６】
（１）第１主面及び第２主面を有し、コア基板と、前記コア基板の最外層に設けられたソルダレジストと、前記ソルダレジストの開口部から露出するとともに、半導体集積回路チップが搭載可能な複数の銅パッドと、前記ソルダレジストの開口部から露出する位置合わせ用の銅マークと、前記銅パッド上及び前記銅マーク上に直接形成された無電解金めっき層と、前記無電解金めっき層は光沢及び金色の色調を有することと、前記無電解金めっき層により覆われた前記銅パッド上に形成され、前記半導体集積回路チップ側の突起電極と接合される複数の突起電極と、前記銅パッドの表面及び前記銅マークの表面に存在する複数の微小凸部と、前記微小凸部の平均間隔は２０μｍ以上であることとを備える配線基板。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態の配線基板及びそれに搭載される半導体集積回路チップを示す部分概略断面図。
【図２】本実施形態の配線基板の製造過程において、無電解金めっきを施す前の状態の配線基板を示す部分概略断面図。
【図３】本実施形態の配線基板の製造過程において、無電解金めっきを施した後の状態の配線基板を示す部分概略断面図。
【図４】微小凸部を有する本実施形態の銅マークの表面を概略的に表した要部拡大断面図。
【図５】微小凸部を有する従来例の銅マークの表面を概略的に表した要部拡大断面図。
【符号の説明】
１１…配線基板
１３…第１主面である上面
１４…第２主面である下面
２１，２２…銅パターン
２３…銅パッド
２４…銅マーク
２６…無電解金めっき層
４１…電子部品としての半導体集積回路チップ
５１…微小凸部
５２…微小凸部の平均間隔

Claims

第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側及び前記第２主面側の最外層に設けられたソルダレジストと、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、はんだバンプを介して半導体集積回路チップが搭載可能な複数の銅パッドと、前記複数の銅パッドと同一面内に存在し、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、前記半導体集積回路チップを搭載する際の位置合わせに用いられる銅マークと、前記銅マーク上に直接形成された無電解金めっき層とを備える配線基板の製造方法であって、
過酸化水素と硫酸とを主成分とする水溶液からなるエッチング液を用いて前記銅マークをソフトエッチングする工程と、
前記ソフトエッチング工程後に前記銅マークに対して無電解金めっきを施す工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側及び前記第２主面側の最外層に設けられたソルダレジストと、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、はんだバンプを介して半導体集積回路チップが搭載可能な複数の銅パッドと、前記複数の銅パッドと同一面内に存在し、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、前記半導体集積回路チップを搭載する際の位置合わせに用いられる銅マークと、前記銅パッド上及び前記銅マーク上に直接形成された無電解金めっき層とを備える配線基板の製造方法であって、
前記配線基板の表面を脱脂する工程と、
前記脱脂工程後に過酸化水素と硫酸とを主成分とする水溶液からなるエッチング液を用いて前記銅パッド及び前記銅マークをソフトエッチングする工程と、
前記ソフトエッチング工程後に前記配線基板を酸洗浄する工程と、
前記酸洗浄工程後に前記銅パッド及び前記銅マークに対して無電解金めっきを施す工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側及び前記第２主面側の最外層に設けられたソルダレジストと、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、はんだバンプを介して半導体集積回路チップが搭載可能な複数の銅パッドと、前記複数の銅パッドと同一面内に存在し、前記ソルダレジストの開口部にて露出するように配置され、前記半導体集積回路チップを搭載する際の位置合わせに用いられる銅マークと、前記銅マーク上に直接形成された無電解金めっき層とを備える配線基板の製造方法であって、
過硫酸塩類系のエッチング液に比較して銅の粒界を侵蝕する作用の小さいエッチング液を用いて前記銅マークをソフトエッチングする工程と、
前記ソフトエッチング工程後に前記銅マークに対して無電解金めっきを施す工程と
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。