JP4458582B2 - パッケージ基板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性接続ピンが固定された樹脂パッケージ基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップ等をマザーボード又はドータボードへ接続するためのパッケージ基板は、近年、信号の高周波数化に伴い、低誘電率、低誘電正接が求められるようになった。そのため、基板の材質もセラミックから樹脂へと主流が移りつつある。
【０００３】
このような背景の下、樹脂基板を用いたプリント配線板に関する技術として、例えば、特公平４−５５５５５号公報に、回路形成がなされたガラスエポキシ基板にエポキシアクリレートを層間樹脂絶縁層として形成し、続いて、フォトリソグラフィの手法を用いてバイアホール用開口を設け、表面を粗化した後、めっきレジストを設けて、めっきにより導体回路およびバイアホールを形成した、いわゆるビルドアップ多層配線板が提案されている。
【０００４】
パッケージ基板として用いられるビルドアップ多層配線板において、ＩＣチップへ瞬時的に大電力を供給できるように電源層を構成するプレーン層、また、ノイズ低減の目的でアース層を構成するプレーン層が配設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構造では、プレーン層は、バイアホールを介して外部基板（例えば、ドータボード）への接続用のパッドに接続されている。微細なバイアホールを介してドータボード側からの電流を流すために、電源層を構成するプレーン層は、ＩＣチップへ送り得る電力に制限を受け、十分な機能を果たし得なかった。また、アース層を構成するプレーン層においても、抵抗の高い微細なバイアホールを介してドータボード側のアースラインと接続しているため、ノイズ防止の役割を十分に果たし得なかった。
【０００６】
また、パッケージ基板として用いられる多層プリント配線板を、ドータボードへ接続するためには、該多層プリント配線板に設けたパッドに導電性接続ピンを取り付ける必要がある。しかしながら、樹脂からなるパッケージ基板に、金属のパッドを設けても、両者の接着強度が低く、導電性接続ピンに応力が加わった際に、導電性接続ピンがパッドと共に剥離することがあった。
【０００７】
請求項１、２、３の発明は、このような問題点を解決するために提案されたものであって、プレーン層が機能を十分に果たし得るパッケージ基板を提供することを目的とする。
【０００８】
請求項４，５、６、７、８、９の発明は、このような問題点を解決するために提案されたものであって、プレーン層が機能を十分に果たし得ると共に、導電性接続ピンが剥離し難い樹脂パッケージ基板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、基板の表面に導体層であるプレーン層を配置し、該プレーン層に導電性接続ピンを直接接続することで、外部基板（例えば、ドータボード）からプレーン層までの電気抵抗を下げる。これにより、ドータボード側からの電力供給を容易にし、電源層を構成するプレーン層に十分な機能を果たさせる。また、アース層を構成するプレーン層においても、低抵抗の導電性接続ピンを介してドータボード側のアースラインと接続させ、ノイズ防止の役割を十分には果たさせる。なお、プレーン層は、メッシュ状であってもよい。メッシュは、方形、円形の導体非形成部分を配設することにより形成される（図１２参照）。
【００１０】
更に、請求項４の発明では、導電性接続ピンが固定されるパッドは、当該パッドを部分的に露出する開口部が設けられた有機樹脂絶縁層によって覆われる。従って、導電性接続ピンを介してパッケージ基板をマザーボード等の他の基板に取り付ける際などに、たとえば導電性接続ピンとマザーボードのソケットとの間に位置のずれなどがあって当該導電性接続ピンに応力が加わった場合や、ヒートサイクル条件の熱履歴で基板に反りなどを生じた場合でも、パッドが有機樹脂絶縁層で押さえられており、基板から剥離するのを防止できる。特に、金属性のパッドと層間樹脂絶縁層という全く異なる材質同士の接着で、充分な接着力を得難い場合でも、パッド表面から有機樹脂絶縁層で覆うことで、高い剥離強度を付与することができる。
【００１１】
請求項５の発明では、導電性接続ピンを可撓性に優れた銅または銅合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、貴金属から選ばれる少なくとも１種類以上の金属製とすることで、ピンに応力が加わった際に撓んでその応力が吸収され、基板から導電性接続ピンが剥離しにくくなっている。この導電性接続ピンに用いられる銅合金としては、リン青銅が好適である。可撓性に優れているだけでなく、電気的特性も良好でしかも導電性接続ピンへの加工性にも優れているからである。
【００１２】
この導電性接続ピンには、板状の固定部とこの板状の固定部の略中央に突設された柱状の接続部とからなる、いわゆるＴ型ピンが好適に用いられる。板状の固定部は、パッドとなる導体層に導電性接着剤を介して固定される部分であって、パッドの大きさに合わせた円形状や多角形状など適宜に形成される。また、接続部の形状は、他の基板に挿入可能な形状であれば特に問題はなく、円柱・角柱・円錐・角錐など何でもよい。この接続部は、通常位置のピンに対し基本的１本であるが、２本以上設けても特に問題はなく、実装される他の基板に応じて適宜に形成してよい。
【００１３】
導電性接続ピンにおいて、柱状の接続部は、直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の固定部の直径は０．５〜２．０ｍｍの範囲とすることが望ましく、パッドの大きさや装着される他の基板の種類などによって適宜に選択される。
【００１４】
請求項６の発明では、導電性接続ピンの柱状の接続部に他の部分の直径よりも小さいくびれ部が設けられているので、ピンに曲がりやすさが付与される。そのため、導電性接続ピンに応力が加わった際には、接続部がくびれ部で曲がるのでその応力が吸収され、導電性接続ピンが基板から剥離し難くなる。
【００１５】
この導電性接続ピンには、板状の固定部とこの板状の固定部の略中央に突設された柱状の接続部とからなる、いわゆるＴ型ピンが好適に用いられる。
板状の固定部は、パッドとなる導体層に導電性接着剤を介して固定される部分であって、パッドの大きさに合わせて円形状や多角形状など適宜に形成される。また、接続部は、他の基板に取り付けられる部分であって、その電子部品に挿入可能であれば形状に特に問題はなく、円柱・角柱・円錐・角錐など何でもよい。この接続部は通常一のピンに対し基本的に１本であるが、２本以上設けても特に問題はなく、実装される他の基板に応じて適宜に形成してよい。
【００１６】
この導電性接続ピンは、板状の固定部の直径が０．５〜２．０ｍｍの範囲、柱状の接続部の直径が０．１から０．８ｍｍで、長さが１〜１０ｍｍで形成することが好ましく、固定されるパッケージ基板や装着される他の基板の種類などにより適宜選択される。
【００１７】
くびれ部は、この接続部の途中に設けられており、他の部分よりも細く形成されている。このくびれ部の太さは、導電性接続ピンを構成する材質や導電性接続ピンの大きさなどによって異なるが、その直径が、接続部そのものの直径の５０％以上９８％以下とすることが重要である。くびれ部の直径が他の部分の直径の５０％より小さいと、接続部の強度が不充分となり、パッケージ基板を装着した際に変形したり折れたりすることがある。また、くびれ部の直径が他の部分の直径の９８％を超えると、接続部に所期の可撓性を付与することができず、応力の吸収効果が得られない。なお、くびれ部は、複数形成されていてもよい。
【００１８】
本発明の導電性接続ピンを構成する材質は、金属であれば特に限定はなく、金・銀・銅・ニッケル・コバルト・スズ・鉛などの中から少なくとも一種類以上の金属で形成するのがよい。鉄合金である、商品名「コバール」（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅの合金）やステンレス、銅合金であるリン青銅は好ましい材質である。電気的特性が良好で、しかも導電性接続ピンへの加工性にも優れているからである。特に、リン青銅は、高い可撓性を有するため、応力吸収のために好適である。
【００１９】
請求項７発明では、導電性接着剤の融点が１８０〜２８０℃であることによって、導電性接続ピンとの接着強度２．０Ｋg／pin以上が確保される。この強度は、ヒートサイクルなどの信頼性試験後、あるいは、ＩＣチップの実装の際に要する熱を加えた後でも、その強度の低下が少ない。１８０℃未満の場合は、接着強度も２．０Ｋｇ／pin前後であり、場合によっては、１．５Ｋg／pin程度しか出ない。また、ＩＣチップ実装の加熱によって、導電性接着剤が溶解してしまい、導電性接続ピンの脱落、傾きを起こってしてしまう。２８０℃を越える場合は、導電性接着剤の溶解温度に対して、樹脂層である樹脂絶縁層、ソルダーレジスト層が溶けてしまう。特に、望ましい温度は、２００〜２６０℃である。その温度の導電性接着剤であることが、導電性接続ピンの接着強度のバラツキも少なくなり、実際に加わる熱がパッケージ基板を構成する樹脂層への損傷もないからである。
【００２０】
請求項８の発明では、導電性接着剤は、スズ、鉛、アンチモン、銀、金、銅が少なくとも１種類以上で形成されていることによって、前述の融点を有する導電性接着剤を形成することができる。特に、スズ−鉛あるいはスズ−アンチモンが少なくとも含有されている導電性接着剤が、前述の融点の範囲を形成させることができ、熱によって融解しても、再度、固着し易く導電性接続ピンの脱落、傾きを引き起こさない。
【００２１】
前記導電性接着剤は、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｐｂの合金であることによって、特に、接着強度も２．０Ｋg／pinであり、そのバラツキも小さく、ヒートサイクル条件下やＩＣチップの実装の熱によっても、導電性接続ピンの接着強度の低下もなく、ピンの脱落、傾きを引き起こさず、電気的接続も確保されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、図１ないし図８に従い、第１実施例のパッケージ基板を、ビルドアップ基板の製造方法とともに説明する。以下の方法は、セミアディティブ法によるものであるが、フルアディティブ法を採用してもよい。
【００２３】
［第１実施例］
（１） まず、基板の表面に導体層を形成したコア基板を作成する。コア基板としては、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂基板などの樹脂絶縁基板の両面に銅箔８を貼った銅張積層板を使用することができる（図１（ａ）参照）。銅箔８は、片面が粗化面（マット面）となっており、樹脂基板に強固に密着している。この基板に、ドリルで貫通孔を設けた後、無電解めっきを施しスルーホール９を形成する。無電解めっきとしては銅めっきが好ましい。引き続き、めっきレジストを形成し、エッチング処理して導体層４を形成する。なお、銅箔の厚付けのためにさらに電気めっきを行ってもよい。この電気めっきにも銅めっきが好ましい。また、電気めっきの後、導体層４の表面およびスルーホール９の内壁面を粗面４ａ，９ａとしてもよい（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
この粗化処理方法としては、例えば、例えば黒化（酸化）−還元処理、有機酸と第２銅錯体の混合水溶液によるスプレー処理、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐの針状合金めっきによる処理などが挙げられる。
【００２５】
次に、得られた基板を水洗してから乾燥する。その後、基板表面の導体層４間およびスルーホール９内に樹脂充填材１０を充填し、乾燥させる（図１（ｃ））。引き続き、基板両面の不要な樹脂充填材１０をベルトサンダー研磨などで研削し、導体層４を露出させ、樹脂充填材１０を本硬化させる。導体層４間およびスルーホール９による凹部を埋めて基板を平滑化する（図１（ｄ）参照）。
【００２６】
次に、露出した導体層４の表面に粗化層１１を再度設ける（図２（ａ）参照）。なお、図２（ａ）中の円で示す部分は、粗化層１１が設けられた導体層４を拡大して示している。この粗化層１１は、先に述べたようなＣｕ−Ｎｉ−Ｐの針状あるいは多孔質状合金層により形成されていることが望ましいが、この他にも黒化（酸化）−還元処理やエッチング処理で粗化層を形成することもできる。Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ針状または多孔質状合金層による場合、荏原ユージライト製商品名「インタープレート」により、また、エッチング処理は、メック社製商品名「ＭＥＣ ｅｔｃｈ Ｂｏｎｄ」により行うことが望ましい。
【００２７】
（２） 上記（１）で作成した導体層４を有する配線基板の両面に樹脂層２ａ、２ｂからなる樹脂絶縁層２を形成する（図２（ｂ）参照）。この樹脂絶縁層２は後述するようにパッケージ基板の層間樹脂絶縁層２００として機能する。
上記樹脂絶縁体層（以下、層間樹脂絶縁層２００）を構成する材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはこれらの複合樹脂などが挙げられる。層間樹脂絶縁層２として、無電解めっき用接着剤を用いることが望ましい。この無電解めっき用接着剤は、硬化処理された酸あるいは酸化剤に可溶性の耐熱性樹脂粒子が、酸あるいは酸化剤に難溶性の未硬化の耐熱性樹脂中に分散されてなるものが最適である。後述するように酸、酸化剤の溶液で処理することにより、耐熱性樹脂粒子が溶解除去されて、表面に蛸つぼ状のアンカーからなる粗化面を形成できるからである。
【００２８】
上記無電解めっき用接着剤において、特に硬化処理された前記耐熱性樹脂粒子としては、▲１▼平均粒径が１０μｍ以下の耐熱性樹脂粉末、▲２▼平均粒子径が相対的に大きな粒子と平均粒子径が相対的に小さな粒子を混合した粒子が望ましい。これらはより複雑なアンカーを形成できるからである。
【００２９】
使用できる耐熱性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂（ビスＡ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など）、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂との複合体等が挙げられる。複合させる熱可塑性樹脂として、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンサルフォン（ＰＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＩ）などを使用できる。また、酸や酸化剤の溶液に溶解する耐熱性樹脂粒子としては、たとえば、エポキシ樹脂（特にアミン系硬化剤で硬化させたエポキシ樹脂がよい）、アミノ樹脂や、ポリエチレン系ゴム、ポリブタン系ゴム、ポリブタジェンゴム、ポリブチンゴムなどのゴムが挙げられる。層間絶縁層は、塗布、樹脂フィルムを加熱圧着などを施して形成される。
【００３０】
（３） 次に、層間樹脂絶縁層２に、導体層４との電気接続を確保するためのバイアホール形成用開口６を設ける（図２（ｃ）参照）。
上述した無電解めっき用接着剤を用いる場合には、バイアホール形成のための円パターンが描画されたフォトマスクを載置し、露光、現像処理してから熱硬化することで開口６を設ける。一方、熱硬化性樹脂を用いた場合には、熱硬化したのちレーザー加工することにより、上記層間樹脂絶縁層２にバイアホール用の開口６を設ける。また、樹脂フィルムを貼り付けて層間絶縁層を形成させた場合には、炭酸、ＹＡＧ、エキシマ、ＵＶレーザ等のレーザで加工することにより、バイアホール用の開口を設ける。必要に応じて過マンガン酸などによるディップあるいは、プラズマなどのドライエッチングによってデスミヤ処理をする。
【００３１】
（４） 次に、バイアホール形成用開口６を設けた層間樹脂絶縁層２の表面を粗化する（図２（ｄ）参照）。層間樹脂絶縁層２に無電解めっき用接着剤を用いた場合、この無電解めっき用接着剤層の表面に存在する耐熱性樹脂粒子を酸または酸化剤で溶解除去することにより、無電解めっき用接着剤層２の表面を粗化して、蛸壺状のアンカーを設ける。
【００３２】
ここで、上記酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硫酸などの強酸、または蟻酸や酢酸などの有機酸を用いることができる。特に、有機酸を用いるのが望ましい。これは、粗化処理した場合に、バイアホール用開口６から露出する金属導体層４を腐食させにくいからである。
一方、上記酸化剤としては、クロム酸、過マンガン酸塩（過マンガン酸カリウムなど）の水溶液を用いることが望ましい。
【００３３】
前記粗化は、表面の最大粗度Ｒｍａｘ０．１〜２０μｍがよい。厚すぎると粗化面自体が損傷、剥離しやすく、薄すぎると密着性が低下するからである。
【００３４】
（５） 次に、層間樹脂絶縁層２の表面を粗化した配線基板に、触媒核を付与する。触媒核の付与には、貴金属イオンや貴金属コロイドなどを用いることが望ましく、一般的には塩化パラジウムやパラジウムコロイドを使用する。なお、この触媒核を固定するために、加熱処理を行うことが望ましい。このような触媒核にはパラジウムが好適である。
【００３５】
（６） 続いて、粗化し触媒核を付与した層間樹脂絶縁層２の全面に無電解めっきを施し、無電解めっき膜１２を形成する（図３（ａ）参照）。この無電解めっき膜１２の厚みは、０．１〜５μｍが好ましい。
【００３６】
次に、無電解めっき膜１２の表面にめっきレジスト３を形成する（図３（ｂ）参照）。形成した無電解めっき膜１２上に感光性樹脂フィルム（ドライフィルム）をラミネートし、この感光性樹脂フィルム上に、めっきレジストパターンが描画されたフォトマスク（ガラス基板がよい）を密着させて載置し、露光し現像処理することによりめっきレジスト３を形成できる。
【００３７】
（７） 次に、電気めっきを施し、無電解めっき膜１２上のめっきレジスト非形成部に電気めっき膜を形成し、導体層５とバイアホール７を形成する。その厚みは５〜２０μｍがよい。この電気めっきには、銅めっきが好ましい。
また、電気めっき後に、電解ニッケルめっき、無電解ニッケルめっき、またはスパッタから選ばれる少なくとも１の方法により、ニッケル膜１４を形成する（図３（ｃ）参照）。このニッケル膜１４上にはＣｕ−Ｎｉ−Ｐからなる合金めっきが析出しやすいからである。また、ニッケル膜はメタルレジストとして作用するため、その後の工程でも過剰エッチングを防止するという効果を奏する。
【００３８】
（８） 続いて、めっきレジスト３を除去した後、そのめっきレジスト下に存在していた無電解めっき膜１２を、硫酸と過酸化水素の混合液や過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶液からなるエッチング液にて除去し、無電解めっき膜１２、電解めっき膜１３及びニッケル膜１４の３層からなる独立した導体層５とバイアホール７を得る（図３（ｄ）参照）。なお、非導体部分に露出した粗化面上のパラジウム触媒核は、クロム酸、硫酸−過酸化水素水溶液などにより溶解除去する。
【００３９】
（９） 次に、導体層５とバイアホール７の表面に粗化層１１を設け、さらに層間樹脂絶縁層２として先に述べた無電解めっき用接着剤の層を形成する（図４（ａ）参照）。
【００４０】
（１０） この層間樹脂絶縁層２に、バイアホール用開口６を設けるとともに、層間樹脂絶縁層２の表面を粗化する。（図４（ｂ）参照）。
【００４１】
（１１） つづいて、この粗化した層間樹脂絶縁層２の表面に触媒核を付与した後、無電解めっき膜１２を形成する（図４（ｃ）参照）。
【００４２】
（１２） 無電解めっき膜１２の表面にめっきレジスト３を形成し、先に述べたように、めっきレジスト３の非形成部に電気メッキ膜１３、ニッケルめっき膜１４を形成する（図４（ｄ）参照）。
【００４３】
（１３） めっきレジスト３を除去し、めっきレジスト下の無電解めっき膜１２を除去し、導体層５、バイアホール７及びプレーン層２１を設け、片面３層の６層のビルドアップ基板を得る（図５参照）。
【００４４】
（１４） このようにして得られたビルドアップ基板の導体層５、バイアホール７、プレーン層２１に粗化層１１を形成し、パッド１６及びプレーン層２１を部分的に露出させる開口部１８を有する有機樹脂絶縁層１５で被覆する（図６参照）。有機樹脂絶縁層の厚さは５〜４０μｍがよい。薄すぎると絶縁性能が低下し、厚すぎると開口し難くなるうえ半田と接触し、クラックなどの原因となるからである。
【００４５】
この有機樹脂絶縁層を構成する樹脂としては、種々のものが使用でき、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のアクリレート、ノボラック型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂のアクリレートをアミン系硬化剤やイミダゾール硬化剤で硬化させた樹脂を使用できる。
【００４６】
このような構成の有機樹脂絶縁層は、鉛のマイグレーション（鉛イオンが、有機樹脂絶縁層内を拡散する現象）が少ないといった利点を有する。しかも、この有機樹脂絶縁層は、耐熱性、耐アルカリ性に優れ、ハンダなどの導電性接着剤が溶融する温度（２００℃前後）でも劣化しないし、ニッケルめっきや金めっきのような強塩基性のめっき液で分解することもない。
【００４７】
ここで、上記ノボラック型エポキシ樹脂のアクリレートとしてはフェノールノボラックやクレゾールノボラックのグリシジルエーテルをアクリル酸やメタクリル酸などと反応させたエポキシ樹脂などを用いることができる。上記イミダゾール硬化剤は、２５℃で液状であることが望ましい。液状であれば均一混合できるからである。
【００４８】
このような液状イミダゾール硬化剤としては、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール（品名：１Ｂ２ＭＺ）、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール（品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）、４−メチル−２−エチルイミダゾール（品名：２Ｅ４ＭＺ）を用いることができる。
【００４９】
このイミダゾール硬化剤の添加量は、上記有機樹脂絶縁層の総固形分に対して１から１０重量％とすることが望ましい。この理由は、添加量がこの範囲内にあれば均一混合がしやすいからである。上記有機樹脂絶縁層の硬化前組成物は、溶媒としてグリコールエーテル系の溶剤を使用することが望ましい。かかる組成物を用いた有機樹脂絶縁層は遊離酸素が発生せず、パッド表面を酸化させず、また人体に対する有害性も少ないからである。
【００５０】
上記グリコールエーテル系溶剤としては、望ましくはジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）およびトリエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＴＧ）から選ばれるいずれか少なくとも１種を用いる。これらの溶剤は、３０〜５０℃程度の加温により、反応開始剤であるベンゾフェノンやミヒラーケトンを完全に溶解させることができるからである。
このグリコールエーテル系の溶媒は、有機樹脂絶縁層の組成物の全重量に対して１０〜４０重量％がよい。
【００５１】
以上説明したような有機樹脂絶縁層の組成物には、そのほかに各種消泡剤やレベリング剤、耐熱性や耐塩基性の改善と可撓性付与のために熱硬化性樹脂、解像度改善のために感光性モノマーなどを添加することができる。例えば、レベリング剤としてはアクリル酸エステルの重合体からなるものがよい。また、開始剤としてはチバガイギー社製のイルガキュアＩ９０７、光増感剤としては日本化薬社製のＤＥＴＸ−Ｓがよい。さらに、有機樹脂絶縁層の組成物には色素や顔料を添加してもよい。配線パターンを隠蔽できるからである。この色素としてはフタロシアニングリーンを用いることが望ましい。
【００５２】
添加成分としての上記熱硬化性樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることができる。このビスフェノール型エポキシ樹脂には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂があり、耐塩基性を重視する場合には前者が、低粘度化が要求される場合（塗布性を重視する場合）には後者がよい。
【００５３】
また、これらの有機樹脂絶縁層組成物は、２５℃で０．５から１０Ｐａ・ｓ、より望ましくは１〜１０Ｐａ・ｓがよい。ロールコータで塗布しやすい粘度だからである。
【００５４】
（１５） 前記開口部１８内に金めっき膜、ニッケルめっき膜−金めっき膜などの耐食金属である金属膜１９の形成を行った後、パッケージ基板の下面側（ドータボード、マザーボードとの接続面）となる開口部１８内に、導電性接着剤１７としてハンダペーストを印刷する。半田ペースの粘度としては、５０〜４００ＰａＳの範囲で行うことがよい。さらに、導電性接続ピン１００を適当なピン保持装置に取り付けて支持し、導電性接続ピン１００の固定部１０１を開口部１６内の導電性接着剤１７に当接させて、２４０〜２７０℃でリフロを行い，導電性接続ピン１００を導電性接着剤１７に固定する（図７参照）。または、導電性接着剤をボール状等とに形成したものを開口部内に入れて、あるいは、導電性接続ピンの板状の固定部側に接合させて導電性接続ピンを取り付けた後、リフローさせてもよい。
なお、パッケージ基板３１１において、上面側の開口１８には、ＩＣチップなどの部品に接続可能なハンダバンプ２３０を設けた。
【００５５】
本発明に用いられる導電性接続ピン１００は、板状の固定部１０１とこの板状の固定部１０1の略中央に突設された柱状の接続部１０２とからなる、いわゆるＴ型ピンが好適に用いられる。板状の固定部１０１は、パッド１６となるパッケージ基板の最外層の導体層５に導電性接着剤１７を介して固定される部分であって、パッドの大きさに合わせた円形状や多角形状など適当に形成される。また、接続部１０２の形状は、他の基板の端子など接続部に挿入可能な柱状であれば問題なく、円柱・角柱・円錐・角錐など何でもよい。
【００５６】
導電性接続ピン１００の材質にも金属であれば限定はなく、金・銀・銅・鉄・ニッケル・コバルト・スズ・鉛などの中から少なくとも１種類以上の金属で形成するのがよい。特に、鉄合金である、商品名「コバール」（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ）、ステンレスや、銅合金であるリン青銅が挙げられる。電気的特性および導電性接続ピンとしての加工性に優れているからである。また、この導電性接続ピンは、一種類の金属または合金で形成しても、腐食防止あるいは強度向上のために表面を他の金属層で被覆してもよい。さらに、セラミックなどの絶縁性物質で形成し、その表面を金属層で被覆してもよい。
【００５７】
導電性接続ピン１００において、柱状の接続部１０２は直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の固定部１０１の直径は０．５〜２．０ｍｍの範囲とすることが望ましく、パッドの大きさや装着されるマザーボードのソケット等の種類などによって適宜に選択される。
【００５８】
本発明のパッケージ基板に用いられる導電性接着剤１７としては、ハンダ（スズ−鉛、スズ−アンチモン、銀−スズ−銅など）、導電性樹脂、導電性ペーストなどを使用することができる。導電性接着剤の融点が１８０〜２８０℃の範囲のものを用いることがよい。それにより、導電性接続ピンの接着強度２．０Ｋg／pin以上が確保され、ヒートサイクル条件下や実装の際にかかる熱による導電性接続ピンの脱落、傾きがなくなり、電気的接続も確保されるのである。ハンダで形成するのが最も好ましい。導電性接続ピンとの接続強度に優れているとともに、熱にも強く、接着作業がやりやすいからである。
【００５９】
導電性接着剤１７をハンダで形成する場合、Ｓｎ／Ｐｂ＝９５／５、６０／４０などの組成よりなるハンダを使用するのが好適である。用いられるハンダの融点も１８０〜２８０℃の範囲にあるものが好適である。特に望ましいのは２００〜２６０℃の範囲であるものがよい。それにより、導電性接続ピンの接着強度のバラツキも少なくなり、実装の際に加わる熱がパッケージ基板を構成する樹脂層を損傷しないからである。
【００６０】
図１２は、プレーン層２１を示す平面図である。プレーン層２１には、円形の導体非形成部分２１ａを配設することによりメッシュ状に形成されている。導電性接続ピンが接続される接続部分２１ｂは、導体非形成部分２１ａを避けて設けられる。なお、メッシュは、円形ではなく方形でもよく、更に、プレーン層にメッシュを設けないことも可能である。
【００６１】
図７に示すように、本発明の第１実施例のパッケージ基板３１１においては、基板の表面に電源層を形成するプレーン層２１を配置し、該プレーン層２１に導電性接続ピン１００を直接接続することで、外部基板（例えば、ドータボード）からプレーン層２１までの電気抵抗を下げてある。これにより、ドータボード側からの電力供給を容易にして、ＩＣチップへの大電流の供給を可能にし、電源層を構成するプレーン層２１が十分な機能を果たさせるようにしてある。
【００６２】
[第２実施例]
図８は、本発明の第２実施例に係るパッケージ基板３１２の断面を示し、図９は、図８において、円で囲んだ導電性接続ピン４００を設けたパッド分を拡大して示している。
第２実施例のパッケージ基板３１２のパッド１６は、図９に示すように、当該パッド１６を部分的に露出させる開口部１８が形成された有機樹脂絶縁層（スルーホール層）１５により被覆されており、開口部１８から露出したパッド１６に導電性接着剤（Ｓn／Ｓｂ＝９５：５）１７を介して導電性接続ピン４００の固定部１０１が固定されている。図から理解されるように、この有機樹脂絶縁層１５は、パッド１６の周囲を押さえるように被覆しているので、ヒートサイクル時や、パッケージ基板をマザーボードへ装着する際などに、導電性接続ピン４００に応力が加わっても、パッド１６の破壊および層間樹脂絶縁層１５との剥離を防止できる。また、金属と樹脂という異なった素材同士の接着においても剥離し難くなっている。
【００６３】
図８に示すように、本発明の第２実施例のパッケージ基板においては、基板の表面にアース層を形成するプレーン層２１を配置し、該プレーン層２１に導電性接続ピン４００を直接接続することで、外部基板（例えば、ドータボード）からプレーン層２１までの電気抵抗を下げてある。これにより、アース層を構成するプレーン層においても、低抵抗の導電性接続ピンを介してドータボード側のアースラインと接続させ、ノイズ防止の役割を十分に果たさせる。
【００６４】
この第２実施例のパッケージ基板３１２においては、導電性接続ピン４００の材質は、銅又は銅合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、貴金属から選ばれる少なくとも１種類以上の高い可撓性を有する金属からなる。特に、銅合金であるリン青銅が挙げられる。電気的特性および導電性接続ピンとしての加工性に優れているからである。また、この導電性接続ピンは、腐食防止あるいは強度向上のために表面を他の金属層で被覆してもよい。
【００６５】
図９から理解されるように、この導電性接続ピン４００は、可撓性に優れた材質よりなるので、パッケージ基板を他の基板へ取り付ける際などに導電性接続ピン４００に加わった応力を、図中の点線で示すように接続部１０２が撓んで吸収することができる。
【００６６】
［第３実施例］
図１０は、本発明の第３実施例に係るパッケージ基板３１３の断面を示し、図１１は、図１０において、円で囲んだ導電性接続ピン５００を設けたパッド分を拡大して示している。
図１１から理解されるように、第３実施例のパッケージ基板３１３の導電性接続ピン５００は、接続部１０２にくびれ部１０３が設けられているので、可撓性に富んで曲がり易くなっており、パッケージ基板をマザーボード等へ取り付ける際などに導電性接続ピン５００に加わった応力を、接続部１０２がくびれ部１０３を介して曲がることにより吸収することができる。
【００６７】
［第４実施例］
基本的に第２実施例と同じであるが、ハンダをボール状にしたものを導電性接続ピンに取り付けて、その後、導電性接続ピンを配設した。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板の表面にプレーン層を配置し、該プレーン層に導電性接続ピンを直接接続することで、外部基板からプレーン層までの電気抵抗を下げてある。これにより、プレーン層の機能を十分に果たさせることができる。
【００６９】
図１３に各実施例のパッケージ基板を評価した結果を示す。評価項目として、接合後の導電性接続ピンの最小の接着強度、加熱試験（仮想のＩＣ実測状態の再現、ピンを配設した基板を２５０℃にした窒素リフロー炉に通すことによる評価）、およびヒートサイクル条件下（１３０℃／３分＋−６５℃／３分を１サイクルとして、１００００サイクル実施）後の各々のピンの状態、最小接着強度、導通試験を行った。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ），図１（ｂ），図１（ｃ），図１（ｄ）は、本発明の第１実施例に係るパッケージ基板の製造工程図である。
【図２】図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ），図２（ｄ）は、本発明の第１実施例に係るパッケージ基板の製造工程図である。
【図３】図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ），図３（ｄ）は、本発明の第１実施例に係るパッケージ基板の製造工程図である。
【図４】図４（ａ），図４（ｂ），図４（ｃ），図４（ｄ）は、本発明の第１実施例に係るパッケージ基板の製造工程図である。
【図５】本発明の第１実施例に係るパッケージ基板の断面図である。
【図６】本発明の第１実施例に係るパッケージ基板の断面図である。
【図７】本発明の第１実施例に係るパッケージ基板の断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係るパッケージ基板の断面図である。
【図９】図８において、導電性接続ピンをパッドに接続した部分を拡大した断面図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係るパッケージ基板の断面図である。
【図１１】図１０において、導電性接続ピンをパッドに接続した部分を拡大した断面図である。
【図１２】プレーン層を示す平面図である。
【図１３】各実施例のパッケージ基板の評価結果を示す図表である。
【符号の説明】
１ コア基板
２，２００ 層間樹脂絶縁層
３ めっきレジスト
４ 導体層
４ａ 粗化面
５ 導体層
６ バイアホール用開口
７ バイアホール
８ 銅箔
９ スルーホール
９ａ 粗化面
９１ スルーホールのランド
１０ 樹脂充填剤
１１ 粗化層
１２ 無電解めっき膜
１３ 電解めっき膜
１４ ニッケルめっき層
１５ 有機樹脂絶縁層
１６ パッド
１６ａ 延在部
１６ｂ 本体部
１７ 導電性接着剤
１８ 開口部
２１ プレーン層
１００ 導電性接続ピン
１０１ 固定部
１０２ 接続部
１０３ くびれ部
３１１，３１２，３１３ パッケージ基板
４００，５００ 導電性接続ピン

Claims (8)

1. コア基板の両面に導体層と層間樹脂絶縁層とが交互に積層されてなるビルトアップ基板の表面に設けられた電源層を構成するプレーン層と、
   該ビルトアップ基板表面に設けられたパッドと、
   前記プレーン層及びパッドの表面に、開口を形成して設けられた有機樹脂絶縁層と、
   該有機樹脂絶縁層の開口から露出される前記プレーン層及び前記パッドに、導電性接着剤を介して固定された導電性接続ピンと、を有し、
   前記プレーン層は、導体非形成部を配置して成るメッシュ状に形成されていることを特徴とするパッケージ基板。
2. コア基板の両面に導体層と層間樹脂絶縁層とが交互に積層されてなるビルトアップ基板の表面に設けられたアース層を構成するプレーン層と、
   該ビルトアップ基板表面に設けられたパッドと、
   前記プレーン層及びパッドの表面に、開口を形成して設けられた有機樹脂絶縁層と、
   該有機樹脂絶縁層の開口から露出される前記プレーン層及び前記パッドに、導電性接着剤を介して固定された導電性接続ピンと、を有し、
   前記プレーン層は、導体非形成部を配置して成るメッシュ状に形成されていることを特徴とするパッケージ基板。
3. 前記パッドの周縁部が有機樹脂絶縁層で被覆されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１に記載のパッケージ基板。
4. 前記導電性接続ピンが柱状の接続部と板状の固定部よりなり、銅または銅合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、貴金属から選ばれる少なくとも１種類以上の金属からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のパッケージ基板。
5. 前記導電性接続ピンが柱状の接続部と板状の固定部よりなり、前記柱状の接続部に他の部分の直径よりも小さいくびれ部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のパッケージ基板。
6. 前記導電性接着剤は、融点が１８０〜２８０℃であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載のパッケージ基板。
7. 前記導電性接着剤は、スズ、鉛、アンチモン、銀、金、銅が少なくとも１種類以上で形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１に記載のパッケージ基板。
8. 前記導電性接着剤は、Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｐｂの合金であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１に記載のパッケージ基板。

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