JP4554741B2 - 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】
このようなビルドアップ多層配線板をパッケージ基板として使用する場合には、マザーボードやドータボードヘ接続するための導電性接続ピンを取り付ける必要がある。
このピンはＴ型ピンと呼ばれ、図１８に示すように柱状の接続部１２２と板状の固定部１２１とで側面視略Ｔ字形状に形成されており、接続部１２２を介してマザーボードのソケット等に接続するようになっている。この導電性接続ピン１２０は、ビルトアップ多層配線板の最外層の層間樹脂絶縁層２００（又は、コア基板）の導体層をパッド１６とし、このパッド１６にハンダなどの導電性接着剤１７を介して接着固定される。
【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、パッド１６とその内層の層間樹脂絶縁層２００との接着面積が小さいことに加え、金属製のパッドと樹脂絶縁層という全く異なる材質ため、両者の接着強度が充分でないという問題があった。そのため、信頼性試験としての高温と低温とを繰り返すヒートサイクル条件下で、パッケージ基板側とマザーボード又はドータボード側との熱膨張率差により、基板に反りや凹凸が生じた場合、パッド１６と層間樹脂絶縁層２００との界面で破壊が起こり、導電性接続ピン１２０がパッド１６と共に基板から剥離する問題が見られた。また、当該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へ装着する際、導電性接続ピンの位置と接続すべきマザーボードのソケットとの間に位置ずれがあると、接続部に応力が集中して導電性接続ピンがパッドとともに剥離することがあった。ヒートサイクルの高温領域下またはＩＣチップを実装する際の熱によって、導電性ピンが脱落、傾きを起こしたり、電気的接続が取れないこともあった。
【０００６】
本発明は、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、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。
【００１４】
また、パッドを一つ以上のバイアホールを介して内層の導体層と接続してもよい。パッドの接着面積をさらに増して、より剥離しにくい構造とすることができるからである。なお、パッドをバイアホールを介して内層の導体層に接続する場合、バイアホールはそのパッドの周辺部分に配置するのが接続性を高める上で効果的である。そのため、バイアホールをリング状とし、そのリングを覆うようにパッドを設けてもよい。
【００１５】
さらに、ビルドアップ基板において、導電性接続ピンが固定されるパッドは、２層以上のバイアホールを介して内層の導体層と接続するように構成してもよく、パッケージ基板の形状や種類によっては、この二層以上のバイアホールがそれぞれ一つ以上のバイアホールよりなってもよい。いずれも、パッドの表面積が増しているので、接着強度を高めるために有効だからである。更に、パッドが設けられるバイアホールを、パッドを部分的に露出させる開口部を有する有機樹脂絶縁層によって被覆すれば、パッドの剥離を確実に防止することができる。
【００１９】
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】
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、硫酸過水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（導電性接続ピンを固定するパッド１６となる導体層を含む）５、およびバイアホール７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及びバイアホール７に粗化層１１を形成し、パッド１６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１６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。また、図７において円で囲んで示した導電性接続ピン１００を設けたパッド部分を、図８に拡大して示した。
なお、パッケージ基板３１０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ＩＣチップの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】
このパッド１６は、図８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１７を介して導電性接続ピン１００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１００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。なお、ここでは、層間樹脂絶縁層が形成された多層プリント配線板から成るパッケージ基板を例示したが、１枚の基板のみからなるパッケージ基板にも第１実施例の構成は適用可能である。
【００６１】
ａ．第１改変例
図１７は、第１実施例の第１改変例に係るパッケージ基板３１９を示している。ここで、図１７（Ａ）は、パッケージ基板３１９の要部の断面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＢ矢視図である。ここで、図１７（Ｂ）中のＡ−Ａ断面が、図１７（Ａ）に相当する。図１７（Ｂ）に示すように、ランド１６は、導電性接続ピン１００を取り付けるための円形の本体部１６ｂと、該本体部１６ｂの周縁に配設された延在部１６ａとからなり、該本体部１６ｂには、更に信号線１６ｃが接続されている。図８を参照して上述した例では、ランド１６の周縁が層間樹脂絶縁層（有機樹脂絶縁層）１５により押さえられていた。これに対して、第１改変例では、パッド（本体部１６ｂ）の周縁に配設された延在部１６ａが、ソルダーレジスト層１５により覆われる。本体部１６ｂは、ソルダーレジスト層１５に設けられた開口部１８により露出されている。
【００６２】
この第１改変例においても、パッド（本体部１６ｂ）の周縁に配設された延在部１６ａがソルダーレジスト層１５により覆われるため、導電性接続ピン１００に応力が加わった際にも、基板から剥離することを防止できる。一方、パッドの本体部１６ｂは、有機樹脂絶縁層１５の開口部１８により露出しており、有機樹脂絶縁層１５とパッド部の本体部１６ａとは接触していないため、該有機樹脂絶縁層１５とパッド部の本体部１６ａと接触により、当該有機樹脂絶縁層１５側にクラックを発生させることがない。
【００６３】
［第２実施例］
このパッケージ基板３１１は、基本的には図７および図８を参照して上述した第１実施例と同様であるが、導電性接続ピン１００を固定するパッド１６を、バイアホール７を介して、最外層側層間樹脂絶縁層２００の内層の導体層１６０（５）に接続する。この例では、有機樹脂絶縁層１５によりパッド１６は被覆しなかった（図９参照）。製造工程は、（１）から（１４）までは第１実施例と全く同じであるため、以下の工程（１５）から説明する。
【００６４】
（１５） バイアホール７内に、導電性接着剤となるハンダペースト（Ｓn／Ｓb＝９５：５）１７を充填する。ここでは、有機樹脂絶縁層１５の表面にマスク材（図示せず）を配置し密着させてハンダペーストを印刷し、最高２７０℃でリフロした。
（１６） 導電性接続ピンのパッドへの固定は、第１実施例と同じである。
この例では、バイアホール７によってパッド１６と基板との接着面積が大きくなっているので、パッド１６の剥離強度を高めることができる。また、内層の導体層１６０は金属層であるので、同じ金属製のパッド１６の接着性も良好で、剥がれにくい構造となっている。
【００６５】
なお、パッドが接続する内層の導体層は、コア基板１に設けられていてもよい。先に述べたように、コア基板上の導体層は粗化面を介してコア基板と強固に密着しているので、パッドをより剥離し難くすることができる。
【００６６】
ａ．第１改変例
基本的に第２実施例と同じであるが、パッド１６を設けたバイアホール７を、そのパッドが部分的に露出する開口部１８を有する有機樹脂絶縁層１５によって被覆したパッケージ基板３１２である（図１０参照）。このパッケージ基板３１２は、パッド１６がバイアホール７に設けられ、しかもその表面を有機樹脂絶縁層１５で覆っているので、パッド１６と基板との剥離強度に優れている。
【００６７】
ｂ．第２改変例
基本的に第１改変例と同じであるが、一の導電性接続ピン１００を固定するパッド１６を、複数のバイアホール７を介して、層間樹脂絶縁層２００の内層の導体層１６０に接続したパッケージ基板３１３である（図１１（Ａ）参照）。本例では、図１１（Ｂ）に示すように、バイアホール７を円形に６つ配置し、各バイアホール７を覆うようにパッド１６を形成した。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）をバイアホール７側から見たＢ矢視図である。なお、図１１（Ｂ）に示すバイアホール７の位置では、断面で示した場合、図１１（Ａ）のような３つのバイアホール７は現れないが、図示の便宜上、向こう側のバイアホールを点線で示してある。
【００６８】
ｃ．第３改変例
基本的に第２改変例と同じであるが、バイアホール７の形状を、図１２（Ｂ）で示すようなリング状としたパッケージ基板３１４である（図１２参照）。図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ矢視図である。
【００６９】
第２改変例では複数のバイアホール７によって、また、第３改変例ではリング状のバイアホール７によって、基板との接着面積が更に大きくなっている。
【００７０】
ｄ．第４改変例
基本的に図１１に示して説明した第２改変例と同じであるが、内層の層間樹脂絶縁層２００にも円形に配置した複数のバイアホール７を設け、パッド１６が設けられる外層側バイアホール７と内層のバイアホール７とを接合したパッケージ基板３１５である（図１３参照）。このパッケージ基板３１５では、複数のバイアホール７同士を結合しているので、パッド１６が極めて剥がれ難くなっている。
【００７１】
なお、先に述べたように、これら各改変例においても、パッドが設けられる内層の導体層はコア基板１に形成されたものであることが望ましい。コア基板上の導体層は、コア基板となる絶縁基板と粗化面（マット面）を介して強固に密着しており、このようなコア基板上の導体層に接続させることにより、パッド１６が層間樹脂絶縁層２００から剥離し難くなる。
【００７２】
［第３実施例］
基本的に第２実施例の第２改変例と同じであるが、パッド１６を接続する内層の導体層をコア基板１のスルーホール９に設けた導体層（ランド９１）とし、有機樹脂絶縁層１５によりパッド１６の周縁を覆ったパッケージ基板３１６である（図１４参照）。図示されるように、スルーホール９のランド９１およびスルーホール９内の樹脂充填材１０に、バイアホール７を介してパッド１６を接続している。
【００７３】
つまり、パッド１６は、バイアホール７を介してコア基板１の導体層に接続していることに特徴がある。コア基板１上の導体層は、コア基板となる絶縁基板と粗化面（マット面）を介して強固に密着しており、このようなコア基板上の導体層に接続させることにより、パッド１６が層間樹脂絶縁層２００から剥離し難くなる。また、スルーホール９とパッド１６とがバイアホール７を介して接続されている。このため、外部端子である導電性接続ピン１００と、該導電性接続ピン１００該導電性接続ピン１００が設けられる側の反対に位置するＩＣチップ（半導体チップ）との間の配線長を短くできる。
【００７４】
ａ．第１改変例
基本的に第３実施例と同じであるが、スルーホール９に当該スルーホール９を覆う蓋めっきと呼ばれる導体層９０を形成し、この導体層９０にバイアホール７を介してパッド１６を接続したパッケージ基板３１７である（図１５参照）。
【００７５】
ｂ．第２改変例
基本的に第３実施例と同じであるが、バイアホールを介して、スルーホール９のランド９１のみにパッド１６を接続したパッケージ基板３１８である（図１６参照）。これらの例では、パッド１６が、コア基板１表面の導体層４と接着して剥がれにくい構造となっているだけでなく、特にスルーホールのランド９１と結合させることで、基板裏面側との配線長を短くすることができる。
【００７６】
［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。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パッドと基板との接着強度を高めることができるので、導電性接続ピンおよび当該ピンが設けられるパッドの剥離防止に有効で、接続信頼性を向上させることができる。
【００７８】
図１９に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】図７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９】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１０】第２実施例の第１改変例を示す断面図である。
【図１１】第２実施例の第２改変例を示す図であって、図１１（Ａ）はパッド部分の断面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＢ矢視図である。
【図１２】第２実施例の第３改変例を示す図あって、図１２（Ａ）パッド部分の断面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ矢視図である。
【図１３】第２実施例の第４改変例を示す断面図である。
【図１４】第３実施例に係るパッケージ基板の断面図である。
【図１５】第３実施例の第１改変例を示す断面図である。
【図１６】第３実施例の第２改変例を示す断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は、第１実施例の第１改変例を示す断面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＢ矢視図である。
【図１８】従来技術のパッケージ基板を示す断面図である。
【図１９】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（下層）
４ａ 粗化面
５ 導体層（上層）
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
１００ 導電性接続ピン
１０１ 固定部
１０２ 接続部
３１０，３１１，３１２，３１３ パッケージ基板
３１４，３１５，３１６，３１７，３１８ パッケージ基板

Claims (8)

1. コア基板の両面上に導体層と層間樹脂絶縁層とが交互に積層された構造を有するビルドアップ基板に、他の基板との電気的接続を得るための導電性接続ピンが固定されてなるパッケージ基板において、
   前記ビルドアップ基板の一方の最外層の層間樹脂絶縁層に設けられたバイアホールに、前記導電性接続ピンを固定するためのパッドが形成され、
   前記パッドは、最外層の層間樹脂絶縁層に設けられたリング状のバイアホールを介して内層の導体層に接合されるとともに、前記パッドに前記導電性接続ピンが導電性接着剤を介して固定され、
   前記ビルドアップ基板の他方の最外層の層間樹脂絶縁層上には、ＩＣチップに接続可能なパッドが形成されていることを特徴とするパッケージ基板。
2. 前記パッドは、少なくとも最外層の層間樹脂絶縁層に設けられたバイアホールと該最外層の内層の層間樹脂絶縁層に設けられたバイアホールとを介して前記内層の導体層と接合していることを特徴とする請求項１のパッケージ基板。
3. 前記最外層の導体層は、パッドを部分的に露出させる開口部が形成された有機樹脂絶縁層で被覆され、前記開口部から露出したパッドに前記導電性接続ピンが導電性接着剤を介して固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパッケージ基板。
4. 前記パッドの直径は、前記開口部の直径の１．０２〜１００倍であることを特徴とする請求項３に記載のパッケージ基板。
5. 前記導電性接続ピンは、柱状の接続部と板状の固定部とからなり、前記固定部がパッドに固定されていることを特徴とする請求項１ないし４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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