JP4566335B2 - 多層プリント配線板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上面に半田バンプが形成され、下面に導電性接続ピンが配設された多層プリント配線板の製造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＧＡパッケージ基板においては、一般的に、プリント配線板の表層の片面に半田ペーストなどを印刷し、ＩＣチップなどの電子部品を実装するための半田バンプを形成する。その後、もう一方の片面に、図１３（Ａ）に示すよう半田ペーストなどのピン接続用半田２８６を導体回路２５８に印刷し、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２８０をピン接続用半田２８６に取り付け、リフローをして接続固定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
パッケージ基板においては、上述した半田バンプ側には、リフローによってＩＣチップを実装させる。ここで、ＰＧＡパッケージ基板において、半田バンプを構成する半田ペーストと導電性接続ピンのピン接続用半田（半田ペースト）の融点が同じあるいは近いと、図１３（Ｂ）に示すように、ＩＣチップ実装時のリフロー熱によって、半田バンプのみならずピン接続用半田（半田ペースト）２８６が溶解されてしまう。特に、半田ペーストの表層部において、その影響を受け易い。このため、導電性接続ピン２８０が、ずれたり、傾いたりしてしまい、外部接続基板との電気的接続が適正に取れなく、また、外部接続基板側のソケットへ挿入できなくなることがある。更に、図１３（Ｃ）に示すように、ピン接続用半田２８６に気泡Ｂを巻き込み、気泡Ｂにより導電性接続ピン２８０の接続信頼性を低下させることがあった。
また更に、コンデンサを表面に実装させた場合も、コンデンサを接続する半田において、同様な事態を引き起こしていた。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、導電性接続ピンの密着性、電気的接続性、信頼性を高めたプリント配線板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、層間絶縁層と導体層とが繰り返し積層され、最外層の層間絶縁層上には開口を設けたソルダーレジスト層が形成され、ＩＣチップの実装される側の面には半田バンプが形成され、他の基板に接続される側の面には、柱状の接続部と板状の固定部よりなる該導電性接続ピンが、該導電性接続ピンの固定部にてピン接続用半田を介して、前記ソルダーレジスト層の開口から露出される導体層に接続されている多層プリント配線板において、
前記半田バンプは主にＳｎ／Ｐｂからなる合金を用い、前記ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用い、
前記ＩＣチップの実装される面に、コンデンサが前記ピン接続用半田と同じ半田により接続されていることを技術的特徴とする。
【０００６】
半田バンプを構成しているＳｎ／Ｐｂからなる合金の融点は、１６０〜２００℃の間であり、一般的には、６３Ｓｎ／３７Ｐｂｍｐ１８３℃（ここで、ｍｐ１８３℃は融点(melting point)１８３℃を示す）の共晶半田が使用され、ＩＣチップを実装する際、リフロー温度２００〜２２０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップと接続させることができる。それに対して、ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用いるとよい。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ実装時に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピンを配設する際にも、その熱が樹脂絶縁材料や層間樹脂絶縁層に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピンやコンデンサなどの交換も可能である。ここで、ピン接続用半田の融点が２３０℃以下では、ＩＣチップ実装時のリフローの際に、軟化、溶解してしまうので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こしてしまう。２７０℃を越えると、プリント配線板を構成する樹脂絶縁材料、層間樹脂絶縁層を軟化、容喙させてしまい、基板自体の反りを誘発し、層間絶縁層の亀裂、剥離、導体層の断線を引き起こす。更に望ましい範囲は、２４０〜２６０℃の範囲である。
【０００７】
一方、請求項２の発明は、層間絶縁層と導体層とが繰り返し積層され、最外層の層間絶縁層上には開口を設けたソルダーレジスト層が形成され、ＩＣチップの実装される側の面には半田バンプが形成され、他の基板に接続される側の面には、柱状の接続部と板状の固定部よりなる該導電性接続ピンが、該導電性接続ピンの固定部にてピン接続用半田を介して、前記ソルダーレジスト層の開口から露出される導体層に接続されている多層プリント配線板において、
前記半田バンプは主にＳｎ／Ａｇ又はＳｎ／Ａｇ／Ｃｕからなる合金を用い、前記ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用い、
前記ＩＣチップの実装される面に、コンデンサが前記ピン接続用半田と同じ半田により接続されていることを技術的特徴とする。
【０００８】
半田バンプを構成しているＳｎ／Ａｇからなる合金の融点は、１９０〜２３０℃の間であり、一般的には、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇｍｐ２２１℃の共晶半田が使用され、ＩＣチップを実装する際、リフロー温度２００〜２３０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップと接続させることができる。９６．５Ｓｎ／２．５Ａｇ／１．０Ｃｕ又は９６．５Ｓｎ／２．８Ａｇ／０．７Ｃｕを用いても良い。その場合の個相線は２２１℃である。それに対して、ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用いるとよい。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ実装時に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピンを配設する際にも、その熱が樹脂絶縁材料や層間樹脂絶縁層に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピンやコンデンサなどの交換も可能である。ここで、ピン接続用半田の融点が２３０℃以下では、ＩＣチップ実装時のリフローの際に、軟化、溶解してしまうので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こしてしまう。２７０℃を越えると、プリント配線板を構成する樹脂絶縁材料、層間樹脂絶縁層を軟化、容喙させてしまい、基板自体の反りを誘発し、層間絶縁層の亀裂、剥離、導体層の断線を引き起こす。更に望ましい範囲は、２４０〜２６０℃の範囲である。
【０００９】
前記ピン接続用半田は、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｇの中から選ばれる２種類以上の合金であるこがよい。特に、Ｓｂを含有させるとよい。融点を上げるだけでなく、形状の保持性を有するからである。
【００１０】
また、前記ピン接続用半田は、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｐｂ、Ｐｂ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ａｇ／Ｐｂの中から選ばれる合金である。この中でも、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｐｂを用いることが特によい。
更に、前記ピン接続用半田は、Ｓｎ／Ｓｂの構成比が９８：２〜８０：２０の合金であることが望ましい。融点を上記範囲に設定できるからである。特に、９５：５〜９０：１０が望ましい。
【００１１】
また、前記導電性接続ピンが銅または銅合金、鉄又は鉄合金、スズ、ニッケル、コバルト、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事が望ましい。銅合金としては、リン青銅などが、また、鉄合金としては、コバール、４２アロイなどが望ましい。金属の表面は、電気導電性を良くし、酸化を防ぐため、Ｎｉ／Ａｕメッキを施すことが望ましい。
【００１２】
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。
【００１３】
更に、多層プリント配線板の表面に、コンデンサを上記半田により接続することが望ましい。半田バンプのリフローの際に、コンデンサの脱落や位置ズレを防ぐことができる。
【００１４】
また、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することが望ましい。更に、くびれ部の直径が、他の部分の直径の５０％以上９８％以下であることが特に望ましい。
【００１５】
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ることで、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、導電性接続ピンを基板から剥離しにくくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る多層プリント配線板の製造方法について図を参照して説明する。
（第１実施例）
先ず、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の構成について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の断面図を示し、図８は、該多層プリント配線板１０に導電性接続ピン８０を取り付け、ＩＣチップ９０を搭載した状態を示している。
【００１７】
図７に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０内にスルーホール３６が形成され、該コア基板３０の両面には、導体回路３４が形成されている。また、該コア基板３０の上には、バイアホール６０及び導体回路５８の形成された下層側層間樹脂絶縁層５０が配設されている。該下層層間樹脂絶縁層５０の上には、バイアホール１６０及び導体回路１５８が形成された上層層間樹脂絶縁層１５０が配置されている。該上層層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。該ソルダーレジスト層７０には、開口７１Ｕ、７１Ｄが形成され、上面側の該開口７１Ｕには、半田バンプ７６が配設されている。また、底面側の該開口７１Ｄには、導電性接続ピン８０の固定部８４が、ピン接続用半田８６によって接続固定されている。図８に示すように、半田バンプ７６を介してＩＣチップ９０が搭載されている。
【００１８】
第１実施例に係る半田バンプ７６としては、相対的に低融点のＳｎ／Ｐｂからなる半田が用いられる。また、ピン接続用半田８６としては、相対的に高融点のＳｎ／Ｓｂが用いられる。このピン接続用半田８６の組成を図１１中にＮｏ．１として示す。半田バンプ７６を構成しているＳｎ／Ｐｂからなる半田の融点は、１６０〜２００℃の間であり、ＩＣチップ９０を実装する際、リフロー温度２００〜２２０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップ９０と接続させることができる。今回は、一般的に広く用いられる６３Ｓｎ／３７Ｐｂｍｐ１８３℃（ここで、ｍｐ１８３℃は融点１８３℃を示す）の共晶半田を使用した。一方、ピン接続用半田８６は、融点が２３２〜２４０℃のＳｎ／Ｓｂが用いられている。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ９０を実装するため上記２００〜２２０℃の温度を加えた際に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピン８０のずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピン８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。
【００１９】
第１実施例に用いられる導電性接続ピン８０は、板状の固定部８４とこの板状の固定部８４の略中央に突設された柱状の接続部８２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８４は、パッドとなるパッケージ基板の最外層の導体回路１５８、バイアホール１６０にピン接続用半田８６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８２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。
【００２０】
導電性接続ピン８０の材質は、銅又は銅合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、コバール、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事が好ましい。高い可撓性を有するためである。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、腐食防止あるいは導電性向上のために表面を他の金属層で被覆してもよい。特に、Ｎｉ／Ａｕメッキを施すことが望ましい。今回は、一般的に用いられているコバールから成り、表面にＮｉ／Ａｕメッキを行ったものを使用した。
【００２１】
導電性接続ピン８０において、柱状の接続部８２は直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の固定部８４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。
【００２２】
第１実施例では、導電性接続ピン８０を可撓性に優れた銅または銅合金、鉄又は鉄合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、コバルト、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８０が剥離しにくくなっている。
【００２３】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程について図１〜図８を参照して説明する。この第１実施例では、多層プリント配線板をセミアディティブ方により形成する。
【００２４】
多層プリント配線板の製造方法について説明する。ここでは、第１実施例の多層プリント配線板の製造方法に用いるＡ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム、Ｂ．樹脂充填剤、Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂について説明する。
【００２５】
Ａ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９，油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５，大日本インキ化学工業社製 エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０，大日本インキ化学工業社製 フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製 デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
【００２６】
Ｂ．樹脂充填剤の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０、ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ2球状粒子（アドテック社製、ＣＲＳ １１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製 ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４５〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填剤を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。
【００２７】
Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂の調製
ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである２官能アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：Ｒ６０４）４．５重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、商品名：Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部を加えて、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｒｐｍの場合はローターNo.４、６ｒｐｍの場合はローターNo.３によった。
【００２８】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２９】
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる基板３０の両面に１８μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０Ａを出発材料とする（図１（Ａ）参照）。まず、この銅貼積層板３０Ａをドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板３０の両面に導体回路３４とスルーホール３６を形成する（図１（Ｂ）参照）。
【００３０】
（２）スルーホール３６および導体回路３４を形成した基板を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ2 （４０ｇ／ｌ）、Ｎａ3 ＰＯ4 （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ4 （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、そのスルーホール３６を含む導体回路３４の全表面に粗化面３４αを形成する（図１（Ｃ）参照）。
【００３１】
（３）上記Ｂに記載した樹脂充填剤を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール３６内、および、基板３０の片面の導体回路３４非形成部と導体回路３４の外縁部とに樹脂充填剤４０の層を形成する。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール３６内に樹脂充填剤４０を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させる。次に、導体回路３４非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路３４非形成部に樹脂充填剤４０の層を形成し、１００℃、２０分の条件で乾燥させる（図１（Ｄ）参照）。
【００３２】
（４）上記（３）の処理を終えた基板３０の片面を、＃６００のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路３４の表面やスルーホール３６のランド表面３６ａに樹脂充填剤４０が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。このような一連の研磨を基板３０の他方の面についても同様に行う。
次いで、１００℃で１時間、１５０℃で１時間の加熱処理を行って樹脂充填剤４０を硬化する（図２（Ａ）参照）。
【００３３】
このようにして、スルーホール３６や導体回路３４非形成部に形成された樹脂充填材４０の表層部および導体回路３４の表面を平坦化し、樹脂充填材４０と導体回路３６の側面とが粗化面３４αを介して強固に密着し、またスルーホール３６の内壁面と樹脂充填材４０とが粗化面３８αを介して強固に密着した絶縁性基板を得る。すなわち、この工程により、樹脂充填剤４０の表面と導体回路３４の表面とが同一平面となる。
【００３４】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板３０の両面にスプレイで吹きつけて、導体回路３８の表面とスルーホール３６のランド表面３６ａと内壁とをエッチングすることにより、導体回路３４の全表面に粗化面３４βを形成する（図２（Ｂ）参照）。
エッチング液としては、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部からなるエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用する。
【００３５】
（６）基板３０の両面に、上記Ａで作製した基板３０より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に載置し、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層５０を形成する（図２（Ｃ）参照）。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に、真空度０．５Ｔｏｒｒ、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度８０℃、圧着時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させる。
【００３６】
（７）次に、層間樹脂絶縁層５０上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔４７ａが形成されたマスク４７を介して、波長１０．４μｍのＣＯ2 ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層５０に、直径８０μｍのバイアホール用開口４８を形成する（図２（Ｄ）参照）。樹脂フィルムとしては、ＰＰＥ、ポリオレフィン、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂でもよい。インク状にした接着剤として塗布してもよい。
【００３７】
（８）バイアホール用開口４８を形成した基板３０を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層５０の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口４８の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化面５０αとする（図３（Ａ）参照）。過マンガン酸以外にもクロム酸やクロム硫酸等の強酸を用いてもよい。
【００３８】
（９）次に、上記処理を終えた基板３０を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いする。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板３０の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層５０の表面およびバイアホール用開口４８の内壁面に触媒核を付着させる。
【００３９】
（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬して、粗化面５０α全体に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜５２を形成する（図３（Ｂ）参照）。
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ4 ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル ４０ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３５℃の液温度で４０分
【００４０】
（１１）市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき膜５２に貼り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ2 で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ３０μｍのめっきレジスト５４を設ける（図３（Ｃ）参照）。
【００４１】
（１２）次いで、基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜５６を形成する（図３（Ｄ）参照）。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ2
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
【００４２】
（１３）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト５４下の無電解めっき膜５２を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜５２と電解銅めっき膜５６からなる厚さ１８μｍの導体回路５８（バイアホール６０を含む）を形成する（図４（Ａ）参照）。
【００４３】
（１４）（５）と同様の処理を行い、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８αを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００４４】
（１５）上記（６）〜（１４）の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図４（Ｃ）参照）。
【００４５】
（１６）次に、多層配線基板の両面に、Ｃで調製したソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布する。その後、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液または準水現像液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１Ｕ、７１Ｄを形成する。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物を硬化させ、開口７１Ｕ、７１Ｄを有する、厚さ２０μｍのソルダーレジスト層７０を形成する（図４（Ｄ）参照）。上記ソルダーレジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を使用することもできる。
【００４６】
（１７）次に、ソルダーレジスト層７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１Ｕ、７１Ｄに厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０-3ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成する（図５（Ａ）参照）。
【００４７】
（１８）基板の開口７１Ｕ側の面の上に、開口７１Ｕに相当している部分に通孔７５ａが形成された半田印刷用マスク７５を載置する。そして、マスク７５を介して、低融点のスズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを印刷する（図６（Ｂ）参照）。
【００４８】
（１９）その後、２００〜２２０℃でリフローすることで、スズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを半田バンプ７６とする（図７）。これにより、半田バンプ７６および導電性接続ピン８２を有する多層プリント配線板１０を得ることができる。
【００４９】
（２０）基板を裏返して支持治具７８に載置する。基板の開口７１Ｄ側の面の上に、開口７１Ｄに相当している部分に通孔７９ａが形成された半田印刷用マスク７９を載置する。そして、マスク７９を介して、Ｓｎ／Ｓｂを含有する半田ペースト８６αを印刷する（図５（Ｂ）参照）。
【００５０】
（２１）さらに、接続部８２と固定部８４からなる導電性接続ピン８０を、ピン保持装置８８に取り付けて支持し（図５（Ｃ）参照）、導電性接続ピン８０の固定部８４を開口部７１Ｄ内のＳｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αに当接させる。
【００５１】
（２２）その後、２４０〜２６０℃でリフローすることで、Ｓｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αをピン接続用半田８６にして、開口部７１Ｄ内に導電性接続ピン８２を接続固定させる（図６（Ａ））。
【００５２】
（２３）次に、完成した多層プリント配線板１０の半田バンプ７６にＩＣチップ９０の半田パッド９２が対応するように、ＩＣチップ９０を載置する。その後、２００〜２２０℃でリフローを行い、ＩＣチップ９０の取り付けを行う。これにより、ＩＣチップ９０を有する多層プリント配線板１０を得ることができる（図８参照）。導電性接続ピンを半田付けしてから半田バンプを形成することも可能である。また、半田バンプと導電性接続ピンの半田を同時に印刷しておき、リフロー１回で半田溶融させても良い。
【００５３】
第１実施例では、半田バンプ７６にＩＣチップ９０を実装する際に要する熱の温度を２００〜２２０℃とすることで、ＩＣチップ９０を実装する際に要する熱の影響による、ピン接続用半田８６の溶融が原因となる導電性接続ピン８０の脱落、傾き及び浮きを防ぐことが可能となる。
【００５４】
更に、導電性接続ピン８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピン８０や図示しない表面実装されたコンデンサなどの交換も可能である。
【００５５】
（第２実施例）
引き続き、本発明の第２実施例に係る多層プリント配線板１１０について、図９及び図１０を参照して説明する。
上述した第１実施例では、ＩＣチップを接続するための半田バンプが、Ｓｎ／Ｐｂから形成されていた。これに対して、第２実施例では、半田バンプ１７６が、Ｓｎ／Ｐｂにより形成されている。一方、導電性接続ピン１８０を接続するピン接続用半田１８６が、Ｓｎ／Ｓｂから構成されている。このピン接続用半田１８６の組成を図１１中にＮｏ．２として示す。また、この第２実施例では、チップコンデンサ１２０がピン接続用半田１８６と同じ半田を介して表面実装されている。
【００５６】
半田バンプ１７６を構成しているＳｎ／Ａｇ又はＳｎ／Ａｇ／Ｃｕからなる合金の融点は、１９０〜２２０℃の間であり、ＩＣチップを実装する際、リフロー温度２００〜２３０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップ９０と接続させることができる。それに対して、ピン接続用半田１８６は、融点が２４７〜２５４℃のＳｎ／Ｓｂ半田が用いられている。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ９０実装時に、軟化、溶解しないので、チップコンデンサ１２０の脱落、導電性接続ピン１８０のずれ、傾き、脱落、浮きを引き起こさないし、導電性接続ピン１８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピン１８０やチップコンデンサ１２０の交換も可能である。
【００５７】
図９中の導電性接続ピン１８０を拡大して図１０中に示す。第２実施例に用いられる導電性接続ピン１８０は、板状の固定部１８４とこの板状の固定部１８４の略中央に突設された柱状の接続部１８２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１８４は、パッドとなるパッケージ基板の最外層の導体回路１５９、バイアホール１６０にピン接続用半田１８６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１８２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。
【００５８】
くびれ部１８３は、接続部１８２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１８３の太さは、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１８３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。図１０（Ｂ）に示すように、くびれ部１８３は複数設けることもできる。
【００５９】
第２実施例では、導電性接続ピン１８０の柱状の接続部１８２に他の部分の直径よりも小さいくびれ部１８２が設けることで、図１０中に鎖線で示すように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１８０に応力が加わった際には、接続部１８２がくびれ部１８３で曲がるのでその応力が吸収され、導電性接続ピン１８０を基板から剥離しにくくする。
【００６０】
第２実施例の導電性接続ピン１８０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。
【００６１】
導電性接続ピン１８０において、柱状の接続部１８２は直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の固定部１８４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。
【００６２】
（第３実施例）
第３実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．２として示す組成の半田を用いる。
【００６３】
（第４実施例）
第４実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．３として示す組成の半田を用いる。
【００６４】
（第５実施例）
第５実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．４として示す組成の半田を用いる。
【００６５】
（第６実施例）
第５実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．５として示す組成の半田を用いる。
【００６６】
（第７実施例）
第７実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．１として示す組成の半田を用いる。
【００６７】
（第８実施例）
第８実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．３として示す組成の半田を用いる。
【００６８】
（第９実施例）
第９実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．４として示す組成の半田を用いる。
【００６９】
（第１０実施例）
第６実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．５として示す組成の半田を用いる。
【００７０】
（比較例１）
比較例１では、半田バンプ、ピン接続用半田として共にＳｎ／Ｐｂを用いる。
【００７１】
（比較例２）
比較例２では、半田バンプ、ピン接続用半田として共にＳｎ／Ａｇを用いる。
【００７２】
第１実施例〜第１０実施例、及び、比較例１、比較例２について、リフロー後のピン状態（ずれ、傾き、脱落の有無）、導電性接続ピンの接合強度、ヒートサイクル試験後の結果（ピンの状態、接合強度など）を図１２中に示す。第１実施例〜第１０実施例では、各項目で所望の結果が得られた。これに対して、比較例１，比較例２では、良好な結果が得られなかった。
【００７３】
【発明の効果】
本発明では上述したように、ＩＣチップ実装のリフローの時に、ピン接続用半田の軟化、溶解がなく、導電性接続ピンの傾きなどの不都合が発生しない。導電性接続ピンの接合強度も、２Ｋｇ／ＰＩＮを有する多層プリント配線板を得ることができる。また、コンデンサなどの部品の脱落も無くすことができる。これにより、導電性接続ピンの密着性、電気的接続性、信頼性を向上させることができるという顕著な効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図８】図７に示す多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施例に係る多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は、図９中の導電性接続ピンを拡大して示す説明図であり、（Ｂ）は、導電性接続ピンの改変例の説明図である。
【図１１】ピン接続用半田に用い得る半田の組成を示す図表である。
【図１２】本発明の第１実施例〜第１０実施例、及び、比較例１、２の試験結果を示す図表である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、従来技術の導電性接続ピンの問題点の説明図である。
【符号の説明】
３０ コア基板
３４ 導体回路
３６ バイアホール
５０ 層間樹脂絶縁層
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト層
７１Ｕ、７１Ｄ 開口部
７２ ニッケルめっき層
７４ 金めっき層
７６ 半田バンプ
８０ 導電性接続ピン
８２ 接続部
８４ 固定部
８６ ピン接続用半田
９０ ＩＣチップ
９２ 半田パッド
１５０ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール
１７６ 半田バンプ
１８０ 導電性接続ピン
１８６ ピン接続用半田
【発明の属する技術分野】
この発明は、上面に半田バンプが形成され、下面に導電性接続ピンが配設された多層プリント配線板の製造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＧＡパッケージ基板においては、一般的に、プリント配線板の表層の片面に半田ペーストなどを印刷し、ＩＣチップなどの電子部品を実装するための半田バンプを形成する。その後、もう一方の片面に、図１３（Ａ）に示すよう半田ペーストなどのピン接続用半田２８６を導体回路２５８に印刷し、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２８０をピン接続用半田２８６に取り付け、リフローをして接続固定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
パッケージ基板においては、上述した半田バンプ側には、リフローによってＩＣチップを実装させる。ここで、ＰＧＡパッケージ基板において、半田バンプを構成する半田ペーストと導電性接続ピンのピン接続用半田（半田ペースト）の融点が同じあるいは近いと、図１３（Ｂ）に示すように、ＩＣチップ実装時のリフロー熱によって、半田バンプのみならずピン接続用半田（半田ペースト）２８６が溶解されてしまう。特に、半田ペーストの表層部において、その影響を受け易い。このため、導電性接続ピン２８０が、ずれたり、傾いたりしてしまい、外部接続基板との電気的接続が適正に取れなく、また、外部接続基板側のソケットへ挿入できなくなることがある。更に、図１３（Ｃ）に示すように、ピン接続用半田２８６に気泡Ｂを巻き込み、気泡Ｂにより導電性接続ピン２８０の接続信頼性を低下させることがあった。
また更に、コンデンサを表面に実装させた場合も、コンデンサを接続する半田において、同様な事態を引き起こしていた。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、導電性接続ピンの密着性、電気的接続性、信頼性を高めたプリント配線板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、層間絶縁層と導体層とが繰り返し積層され、最外層の層間絶縁層上には開口を設けたソルダーレジスト層が形成され、ＩＣチップの実装される側の面には半田バンプが形成され、他の基板に接続される側の面には、柱状の接続部と板状の固定部よりなる該導電性接続ピンが、該導電性接続ピンの固定部にてピン接続用半田を介して、前記ソルダーレジスト層の開口から露出される導体層に接続されている多層プリント配線板において、
前記半田バンプは主にＳｎ／Ｐｂからなる合金を用い、前記ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用い、
前記ＩＣチップの実装される面に、コンデンサが前記ピン接続用半田と同じ半田により接続されていることを技術的特徴とする。
【０００６】
半田バンプを構成しているＳｎ／Ｐｂからなる合金の融点は、１６０〜２００℃の間であり、一般的には、６３Ｓｎ／３７Ｐｂｍｐ１８３℃（ここで、ｍｐ１８３℃は融点(melting point)１８３℃を示す）の共晶半田が使用され、ＩＣチップを実装する際、リフロー温度２００〜２２０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップと接続させることができる。それに対して、ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用いるとよい。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ実装時に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピンを配設する際にも、その熱が樹脂絶縁材料や層間樹脂絶縁層に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピンやコンデンサなどの交換も可能である。ここで、ピン接続用半田の融点が２３０℃以下では、ＩＣチップ実装時のリフローの際に、軟化、溶解してしまうので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こしてしまう。２７０℃を越えると、プリント配線板を構成する樹脂絶縁材料、層間樹脂絶縁層を軟化、容喙させてしまい、基板自体の反りを誘発し、層間絶縁層の亀裂、剥離、導体層の断線を引き起こす。更に望ましい範囲は、２４０〜２６０℃の範囲である。
【０００７】
一方、請求項２の発明は、層間絶縁層と導体層とが繰り返し積層され、最外層の層間絶縁層上には開口を設けたソルダーレジスト層が形成され、ＩＣチップの実装される側の面には半田バンプが形成され、他の基板に接続される側の面には、柱状の接続部と板状の固定部よりなる該導電性接続ピンが、該導電性接続ピンの固定部にてピン接続用半田を介して、前記ソルダーレジスト層の開口から露出される導体層に接続されている多層プリント配線板において、
前記半田バンプは主にＳｎ／Ａｇ又はＳｎ／Ａｇ／Ｃｕからなる合金を用い、前記ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用い、
前記ＩＣチップの実装される面に、コンデンサが前記ピン接続用半田と同じ半田により接続されていることを技術的特徴とする。
【０００８】
半田バンプを構成しているＳｎ／Ａｇからなる合金の融点は、１９０〜２３０℃の間であり、一般的には、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇｍｐ２２１℃の共晶半田が使用され、ＩＣチップを実装する際、リフロー温度２００〜２３０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップと接続させることができる。９６．５Ｓｎ／２．５Ａｇ／１．０Ｃｕ又は９６．５Ｓｎ／２．８Ａｇ／０．７Ｃｕを用いても良い。その場合の個相線は２２１℃である。それに対して、ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用いるとよい。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ実装時に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピンを配設する際にも、その熱が樹脂絶縁材料や層間樹脂絶縁層に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピンやコンデンサなどの交換も可能である。ここで、ピン接続用半田の融点が２３０℃以下では、ＩＣチップ実装時のリフローの際に、軟化、溶解してしまうので、導電性接続ピンのずれ、傾き、脱落を引き起こしてしまう。２７０℃を越えると、プリント配線板を構成する樹脂絶縁材料、層間樹脂絶縁層を軟化、容喙させてしまい、基板自体の反りを誘発し、層間絶縁層の亀裂、剥離、導体層の断線を引き起こす。更に望ましい範囲は、２４０〜２６０℃の範囲である。
【０００９】
前記ピン接続用半田は、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｇの中から選ばれる２種類以上の合金であるこがよい。特に、Ｓｂを含有させるとよい。融点を上げるだけでなく、形状の保持性を有するからである。
【００１０】
また、前記ピン接続用半田は、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｐｂ、Ｐｂ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ａｇ／Ｐｂの中から選ばれる合金である。この中でも、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｐｂを用いることが特によい。
更に、前記ピン接続用半田は、Ｓｎ／Ｓｂの構成比が９８：２〜８０：２０の合金であることが望ましい。融点を上記範囲に設定できるからである。特に、９５：５〜９０：１０が望ましい。
【００１１】
また、前記導電性接続ピンが銅または銅合金、鉄又は鉄合金、スズ、ニッケル、コバルト、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事が望ましい。銅合金としては、リン青銅などが、また、鉄合金としては、コバール、４２アロイなどが望ましい。金属の表面は、電気導電性を良くし、酸化を防ぐため、Ｎｉ／Ａｕメッキを施すことが望ましい。
【００１２】
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。
【００１３】
更に、多層プリント配線板の表面に、コンデンサを上記半田により接続することが望ましい。半田バンプのリフローの際に、コンデンサの脱落や位置ズレを防ぐことができる。
【００１４】
また、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することが望ましい。更に、くびれ部の直径が、他の部分の直径の５０％以上９８％以下であることが特に望ましい。
【００１５】
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ることで、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、導電性接続ピンを基板から剥離しにくくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る多層プリント配線板の製造方法について図を参照して説明する。
（第１実施例）
先ず、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の構成について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板１０の断面図を示し、図８は、該多層プリント配線板１０に導電性接続ピン８０を取り付け、ＩＣチップ９０を搭載した状態を示している。
【００１７】
図７に示すように、多層プリント配線板１０では、コア基板３０内にスルーホール３６が形成され、該コア基板３０の両面には、導体回路３４が形成されている。また、該コア基板３０の上には、バイアホール６０及び導体回路５８の形成された下層側層間樹脂絶縁層５０が配設されている。該下層層間樹脂絶縁層５０の上には、バイアホール１６０及び導体回路１５８が形成された上層層間樹脂絶縁層１５０が配置されている。該上層層間樹脂絶縁層１５０の上には、ソルダーレジスト層７０が配設されている。該ソルダーレジスト層７０には、開口７１Ｕ、７１Ｄが形成され、上面側の該開口７１Ｕには、半田バンプ７６が配設されている。また、底面側の該開口７１Ｄには、導電性接続ピン８０の固定部８４が、ピン接続用半田８６によって接続固定されている。図８に示すように、半田バンプ７６を介してＩＣチップ９０が搭載されている。
【００１８】
第１実施例に係る半田バンプ７６としては、相対的に低融点のＳｎ／Ｐｂからなる半田が用いられる。また、ピン接続用半田８６としては、相対的に高融点のＳｎ／Ｓｂが用いられる。このピン接続用半田８６の組成を図１１中にＮｏ．１として示す。半田バンプ７６を構成しているＳｎ／Ｐｂからなる半田の融点は、１６０〜２００℃の間であり、ＩＣチップ９０を実装する際、リフロー温度２００〜２２０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップ９０と接続させることができる。今回は、一般的に広く用いられる６３Ｓｎ／３７Ｐｂｍｐ１８３℃（ここで、ｍｐ１８３℃は融点１８３℃を示す）の共晶半田を使用した。一方、ピン接続用半田８６は、融点が２３２〜２４０℃のＳｎ／Ｓｂが用いられている。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ９０を実装するため上記２００〜２２０℃の温度を加えた際に、軟化、溶解しないので、導電性接続ピン８０のずれ、傾き、脱落を引き起こさないし、導電性接続ピン８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。
【００１９】
第１実施例に用いられる導電性接続ピン８０は、板状の固定部８４とこの板状の固定部８４の略中央に突設された柱状の接続部８２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８４は、パッドとなるパッケージ基板の最外層の導体回路１５８、バイアホール１６０にピン接続用半田８６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８２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。
【００２０】
導電性接続ピン８０の材質は、銅又は銅合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、コバール、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事が好ましい。高い可撓性を有するためである。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、腐食防止あるいは導電性向上のために表面を他の金属層で被覆してもよい。特に、Ｎｉ／Ａｕメッキを施すことが望ましい。今回は、一般的に用いられているコバールから成り、表面にＮｉ／Ａｕメッキを行ったものを使用した。
【００２１】
導電性接続ピン８０において、柱状の接続部８２は直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の固定部８４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。
【００２２】
第１実施例では、導電性接続ピン８０を可撓性に優れた銅または銅合金、鉄又は鉄合金、スズ、亜鉛、アルミニウム、コバルト、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８０が剥離しにくくなっている。
【００２３】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程について図１〜図８を参照して説明する。この第１実施例では、多層プリント配線板をセミアディティブ方により形成する。
【００２４】
多層プリント配線板の製造方法について説明する。ここでは、第１実施例の多層プリント配線板の製造方法に用いるＡ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルム、Ｂ．樹脂充填剤、Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂について説明する。
【００２５】
Ａ．層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４６９，油化シェルエポキシ社製エピコート１００１）３０重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２１５，大日本インキ化学工業社製 エピクロンＮ−６７３）４０重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂（フェノール性水酸基当量１２０，大日本インキ化学工業社製 フェノライトＫＡ−７０５２）３０重量部をエチルジグリコールアセテート２０重量部、ソルベントナフサ２０重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム（ナガセ化成工業社製 デナレックスＲ−４５ＥＰＴ）１５重量部と２−フェニル−４、５−ビス（ヒドロキシメチル）イミダゾール粉砕品１．５重量部、微粉砕シリカ２重量部、シリコン系消泡剤０．５重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。
得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥後の厚さが５０μｍとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、８０〜１２０℃で１０分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
【００２６】
Ｂ．樹脂充填剤の調製
ビスフェノールＦ型エポキシモノマー（油化シェル社製、分子量：３１０、ＹＬ９８３Ｕ）１００重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が１．６μｍで、最大粒子の直径が１５μｍ以下のＳｉＯ2球状粒子（アドテック社製、ＣＲＳ １１０１−ＣＥ）１７０重量部およびレベリング剤（サンノプコ社製 ペレノールＳ４）１．５重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が２３±１℃で４５〜４９Ｐａ・ｓの樹脂充填剤を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）６．５重量部を用いた。
【００２７】
Ｃ．ソルダーレジスト用樹脂の調製
ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）に６０重量％の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製）のエポキシ基５０％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分子量４０００）４６．６７重量部、メチルエチルケトンに溶解させた８０重量％のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル社製、商品名：エピコート１００１）１５重量部、イミダゾール硬化剤（四国化成社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）１．６重量部、感光性モノマーである２官能アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：Ｒ６０４）４．５重量部、同じく多価アクリルモノマー（共栄化学社製、商品名：ＤＰＥ６Ａ）１．５重量部、分散系消泡剤（サンノプコ社製、商品名：Ｓ−６５）０．７１重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調整し、この混合組成物に対して光重量開始剤としてベンゾフェノン（関東化学社製）２．０重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学社製）０．２重量部を加えて、粘度を２５℃で２．０Ｐａ・ｓに調整したソルダーレジスト組成物（有機樹脂絶縁材料）を得る。
なお、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器社製、ＤＶＬ−Ｂ型）で６０ｒｐｍの場合はローターNo.４、６ｒｐｍの場合はローターNo.３によった。
【００２８】
引き続き、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造方法について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２９】
（１）厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）樹脂からなる基板３０の両面に１８μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０Ａを出発材料とする（図１（Ａ）参照）。まず、この銅貼積層板３０Ａをドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、パターン状にエッチングすることにより、基板３０の両面に導体回路３４とスルーホール３６を形成する（図１（Ｂ）参照）。
【００３０】
（２）スルーホール３６および導体回路３４を形成した基板を水洗いし、乾燥した後、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＣｌＯ2 （４０ｇ／ｌ）、Ｎａ3 ＰＯ4 （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を黒化浴（酸化浴）とする黒化処理、および、ＮａＯＨ（１０ｇ／ｌ）、ＮａＢＨ4 （６ｇ／ｌ）を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、そのスルーホール３６を含む導体回路３４の全表面に粗化面３４αを形成する（図１（Ｃ）参照）。
【００３１】
（３）上記Ｂに記載した樹脂充填剤を調製した後、下記の方法により調製後２４時間以内に、スルーホール３６内、および、基板３０の片面の導体回路３４非形成部と導体回路３４の外縁部とに樹脂充填剤４０の層を形成する。
すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール３６内に樹脂充填剤４０を押し込んだ後、１００℃、２０分の条件で乾燥させる。次に、導体回路３４非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路３４非形成部に樹脂充填剤４０の層を形成し、１００℃、２０分の条件で乾燥させる（図１（Ｄ）参照）。
【００３２】
（４）上記（３）の処理を終えた基板３０の片面を、＃６００のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により、導体回路３４の表面やスルーホール３６のランド表面３６ａに樹脂充填剤４０が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。このような一連の研磨を基板３０の他方の面についても同様に行う。
次いで、１００℃で１時間、１５０℃で１時間の加熱処理を行って樹脂充填剤４０を硬化する（図２（Ａ）参照）。
【００３３】
このようにして、スルーホール３６や導体回路３４非形成部に形成された樹脂充填材４０の表層部および導体回路３４の表面を平坦化し、樹脂充填材４０と導体回路３６の側面とが粗化面３４αを介して強固に密着し、またスルーホール３６の内壁面と樹脂充填材４０とが粗化面３８αを介して強固に密着した絶縁性基板を得る。すなわち、この工程により、樹脂充填剤４０の表面と導体回路３４の表面とが同一平面となる。
【００３４】
（５）上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板３０の両面にスプレイで吹きつけて、導体回路３８の表面とスルーホール３６のランド表面３６ａと内壁とをエッチングすることにより、導体回路３４の全表面に粗化面３４βを形成する（図２（Ｂ）参照）。
エッチング液としては、イミダゾール銅（ＩＩ）錯体１０重量部、グリコール酸７重量部、塩化カリウム５重量部からなるエッチング液（メック社製、メックエッチボンド）を使用する。
【００３５】
（６）基板３０の両面に、上記Ａで作製した基板３０より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に載置し、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度８０℃、圧着時間１０秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層５０を形成する（図２（Ｃ）参照）。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板３０上に、真空度０．５Ｔｏｒｒ、圧力４ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度８０℃、圧着時間６０秒の条件で本圧着し、その後、１７０℃で３０分間熱硬化させる。
【００３６】
（７）次に、層間樹脂絶縁層５０上に、厚さ１．２ｍｍの貫通孔４７ａが形成されたマスク４７を介して、波長１０．４μｍのＣＯ2 ガスレーザにて、ビーム径４．０ｍｍ、トップハットモード、パルス幅８．０μ秒、マスクの貫通孔の径１．０ｍｍ、１ショットの条件で層間樹脂絶縁層５０に、直径８０μｍのバイアホール用開口４８を形成する（図２（Ｄ）参照）。樹脂フィルムとしては、ＰＰＥ、ポリオレフィン、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂でもよい。インク状にした接着剤として塗布してもよい。
【００３７】
（８）バイアホール用開口４８を形成した基板３０を、６０ｇ／ｌの過マンガン酸を含む８０℃の溶液に１０分間浸漬し、層間樹脂絶縁層５０の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口４８の内壁を含む層間樹脂絶縁層５０の表面を粗化面５０αとする（図３（Ａ）参照）。過マンガン酸以外にもクロム酸やクロム硫酸等の強酸を用いてもよい。
【００３８】
（９）次に、上記処理を終えた基板３０を、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗いする。
さらに、粗面化処理（粗化深さ３μｍ）した該基板３０の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層５０の表面およびバイアホール用開口４８の内壁面に触媒核を付着させる。
【００３９】
（１０）次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬して、粗化面５０α全体に厚さ０．６〜３．０μｍの無電解銅めっき膜５２を形成する（図３（Ｂ）参照）。
〔無電解めっき水溶液〕
ＮｉＳＯ4 ０．００３ ｍｏｌ／ｌ
酒石酸 ０．２００ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．０３０ ｍｏｌ／ｌ
ＨＣＨＯ ０．０５０ ｍｏｌ／ｌ
ＮａＯＨ ０．１００ ｍｏｌ／ｌ
α、α′−ビピリジル ４０ ｍｇ／ｌ
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ） ０．１０ ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
３５℃の液温度で４０分
【００４０】
（１１）市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき膜５２に貼り付け、マスクを載置して、１００ｍＪ／ｃｍ2 で露光し、０．８％炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ３０μｍのめっきレジスト５４を設ける（図３（Ｃ）参照）。
【００４１】
（１２）次いで、基板３０を５０℃の水で洗浄して脱脂し、２５℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ２０μｍの電解銅めっき膜５６を形成する（図３（Ｄ）参照）。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 ２．２４ ｍｏｌ／ｌ
硫酸銅 ０．２６ ｍｏｌ／ｌ
添加剤 １９．５ ｍｌ／ｌ
（アトテックジャパン社製、カパラシドＨＬ）
〔電解めっき条件〕
電流密度 １ Ａ／ｄｍ2
時間 ６５ 分
温度 ２２±２ ℃
【００４２】
（１３）めっきレジスト５４を５％ＮａＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト５４下の無電解めっき膜５２を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜５２と電解銅めっき膜５６からなる厚さ１８μｍの導体回路５８（バイアホール６０を含む）を形成する（図４（Ａ）参照）。
【００４３】
（１４）（５）と同様の処理を行い、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面５８αを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００４４】
（１５）上記（６）〜（１４）の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０及び導体回路１５８（バイアホール１６０を含む）を形成する（図４（Ｃ）参照）。
【００４５】
（１６）次に、多層配線基板の両面に、Ｃで調製したソルダーレジスト組成物を２０μｍの厚さで塗布する。その後、７０℃で２０分間、７０℃で３０分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ５ｍｍのフォトマスクをソルダーレジスト組成物に密着させて１０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線で露光し、ＤＭＴＧ溶液または準水現像液で現像処理し、２００μｍの直径の開口７１Ｕ、７１Ｄを形成する。
そして、さらに、８０℃で１時間、１００℃で１時間、１２０℃で１時間、１５０℃で３時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト組成物を硬化させ、開口７１Ｕ、７１Ｄを有する、厚さ２０μｍのソルダーレジスト層７０を形成する（図４（Ｄ）参照）。上記ソルダーレジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を使用することもできる。
【００４６】
（１７）次に、ソルダーレジスト層７０を形成した基板を、塩化ニッケル（２．３×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（２．８×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．６×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含むｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に２０分間浸漬して、開口部７１Ｕ、７１Ｄに厚さ５μｍのニッケルめっき層７２を形成する。さらに、その基板をシアン化金カリウム（７．６×１０-3ｍｏｌ／ｌ）、塩化アンモニウム（１．９×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、クエン酸ナトリウム（１．２×１０-1ｍｏｌ／ｌ）、次亜リン酸ナトリウム（１．７×１０-1ｍｏｌ／ｌ）を含む無電解金めっき液に８０℃の条件で７．５分間浸漬して、ニッケルめっき層７２上に、厚さ０．０３μｍの金めっき層７４を形成する（図５（Ａ）参照）。
【００４７】
（１８）基板の開口７１Ｕ側の面の上に、開口７１Ｕに相当している部分に通孔７５ａが形成された半田印刷用マスク７５を載置する。そして、マスク７５を介して、低融点のスズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを印刷する（図６（Ｂ）参照）。
【００４８】
（１９）その後、２００〜２２０℃でリフローすることで、スズ−鉛を含有する半田ペースト７６αを半田バンプ７６とする（図７）。これにより、半田バンプ７６および導電性接続ピン８２を有する多層プリント配線板１０を得ることができる。
【００４９】
（２０）基板を裏返して支持治具７８に載置する。基板の開口７１Ｄ側の面の上に、開口７１Ｄに相当している部分に通孔７９ａが形成された半田印刷用マスク７９を載置する。そして、マスク７９を介して、Ｓｎ／Ｓｂを含有する半田ペースト８６αを印刷する（図５（Ｂ）参照）。
【００５０】
（２１）さらに、接続部８２と固定部８４からなる導電性接続ピン８０を、ピン保持装置８８に取り付けて支持し（図５（Ｃ）参照）、導電性接続ピン８０の固定部８４を開口部７１Ｄ内のＳｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αに当接させる。
【００５１】
（２２）その後、２４０〜２６０℃でリフローすることで、Ｓｎ／Ｓｂ半田ペースト８６αをピン接続用半田８６にして、開口部７１Ｄ内に導電性接続ピン８２を接続固定させる（図６（Ａ））。
【００５２】
（２３）次に、完成した多層プリント配線板１０の半田バンプ７６にＩＣチップ９０の半田パッド９２が対応するように、ＩＣチップ９０を載置する。その後、２００〜２２０℃でリフローを行い、ＩＣチップ９０の取り付けを行う。これにより、ＩＣチップ９０を有する多層プリント配線板１０を得ることができる（図８参照）。導電性接続ピンを半田付けしてから半田バンプを形成することも可能である。また、半田バンプと導電性接続ピンの半田を同時に印刷しておき、リフロー１回で半田溶融させても良い。
【００５３】
第１実施例では、半田バンプ７６にＩＣチップ９０を実装する際に要する熱の温度を２００〜２２０℃とすることで、ＩＣチップ９０を実装する際に要する熱の影響による、ピン接続用半田８６の溶融が原因となる導電性接続ピン８０の脱落、傾き及び浮きを防ぐことが可能となる。
【００５４】
更に、導電性接続ピン８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピン８０や図示しない表面実装されたコンデンサなどの交換も可能である。
【００５５】
（第２実施例）
引き続き、本発明の第２実施例に係る多層プリント配線板１１０について、図９及び図１０を参照して説明する。
上述した第１実施例では、ＩＣチップを接続するための半田バンプが、Ｓｎ／Ｐｂから形成されていた。これに対して、第２実施例では、半田バンプ１７６が、Ｓｎ／Ｐｂにより形成されている。一方、導電性接続ピン１８０を接続するピン接続用半田１８６が、Ｓｎ／Ｓｂから構成されている。このピン接続用半田１８６の組成を図１１中にＮｏ．２として示す。また、この第２実施例では、チップコンデンサ１２０がピン接続用半田１８６と同じ半田を介して表面実装されている。
【００５６】
半田バンプ１７６を構成しているＳｎ／Ａｇ又はＳｎ／Ａｇ／Ｃｕからなる合金の融点は、１９０〜２２０℃の間であり、ＩＣチップを実装する際、リフロー温度２００〜２３０℃の間で行えば、半田バンプ合金は、軟化、溶解してＩＣチップ９０と接続させることができる。それに対して、ピン接続用半田１８６は、融点が２４７〜２５４℃のＳｎ／Ｓｂ半田が用いられている。その範囲の融点であれば、ＩＣチップ９０実装時に、軟化、溶解しないので、チップコンデンサ１２０の脱落、導電性接続ピン１８０のずれ、傾き、脱落、浮きを引き起こさないし、導電性接続ピン１８０を配設する際にも、その熱がソルダーレジスト層７０、層間樹脂絶縁層５０、１５０に影響を与えないので、基板に反りを引き起こさない。また、導電性接続ピンの強度の最低値である２Ｋｇ／ＰＩＮ（導電性接続ピン１本当たり２Ｋｇの引っ張り強度）を確保できる。しかも、２回以上リフローを行っても表面状態を変化させないので、導電性接続ピン１８０やチップコンデンサ１２０の交換も可能である。
【００５７】
図９中の導電性接続ピン１８０を拡大して図１０中に示す。第２実施例に用いられる導電性接続ピン１８０は、板状の固定部１８４とこの板状の固定部１８４の略中央に突設された柱状の接続部１８２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１８４は、パッドとなるパッケージ基板の最外層の導体回路１５９、バイアホール１６０にピン接続用半田１８６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１８２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。
【００５８】
くびれ部１８３は、接続部１８２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１８３の太さは、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１８３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。図１０（Ｂ）に示すように、くびれ部１８３は複数設けることもできる。
【００５９】
第２実施例では、導電性接続ピン１８０の柱状の接続部１８２に他の部分の直径よりも小さいくびれ部１８２が設けることで、図１０中に鎖線で示すように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１８０に応力が加わった際には、接続部１８２がくびれ部１８３で曲がるのでその応力が吸収され、導電性接続ピン１８０を基板から剥離しにくくする。
【００６０】
第２実施例の導電性接続ピン１８０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。
【００６１】
導電性接続ピン１８０において、柱状の接続部１８２は直径が０．１〜０．８ｍｍで長さが１．０〜１０ｍｍ、板状の固定部１８４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。
【００６２】
（第３実施例）
第３実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．２として示す組成の半田を用いる。
【００６３】
（第４実施例）
第４実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．３として示す組成の半田を用いる。
【００６４】
（第５実施例）
第５実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．４として示す組成の半田を用いる。
【００６５】
（第６実施例）
第５実施例は、半田バンプは第１実施例と同様にＳｎ／Ｐｂを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．５として示す組成の半田を用いる。
【００６６】
（第７実施例）
第７実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．１として示す組成の半田を用いる。
【００６７】
（第８実施例）
第８実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．３として示す組成の半田を用いる。
【００６８】
（第９実施例）
第９実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．４として示す組成の半田を用いる。
【００６９】
（第１０実施例）
第６実施例は、半田バンプは第２実施例と同様にＳｎ／Ａｇを用いる。一方、ピン接続用半田としては、図１１中にＮｏ．５として示す組成の半田を用いる。
【００７０】
（比較例１）
比較例１では、半田バンプ、ピン接続用半田として共にＳｎ／Ｐｂを用いる。
【００７１】
（比較例２）
比較例２では、半田バンプ、ピン接続用半田として共にＳｎ／Ａｇを用いる。
【００７２】
第１実施例〜第１０実施例、及び、比較例１、比較例２について、リフロー後のピン状態（ずれ、傾き、脱落の有無）、導電性接続ピンの接合強度、ヒートサイクル試験後の結果（ピンの状態、接合強度など）を図１２中に示す。第１実施例〜第１０実施例では、各項目で所望の結果が得られた。これに対して、比較例１，比較例２では、良好な結果が得られなかった。
【００７３】
【発明の効果】
本発明では上述したように、ＩＣチップ実装のリフローの時に、ピン接続用半田の軟化、溶解がなく、導電性接続ピンの傾きなどの不都合が発生しない。導電性接続ピンの接合強度も、２Ｋｇ／ＰＩＮを有する多層プリント配線板を得ることができる。また、コンデンサなどの部品の脱落も無くすことができる。これにより、導電性接続ピンの密着性、電気的接続性、信頼性を向上させることができるという顕著な効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の製造工程図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板の断面図である。
【図８】図７に示す多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施例に係る多層プリント配線板にＩＣチップを搭載した状態を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は、図９中の導電性接続ピンを拡大して示す説明図であり、（Ｂ）は、導電性接続ピンの改変例の説明図である。
【図１１】ピン接続用半田に用い得る半田の組成を示す図表である。
【図１２】本発明の第１実施例〜第１０実施例、及び、比較例１、２の試験結果を示す図表である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、従来技術の導電性接続ピンの問題点の説明図である。
【符号の説明】
３０ コア基板
３４ 導体回路
３６ バイアホール
５０ 層間樹脂絶縁層
５８ 導体回路
６０ バイアホール
７０ ソルダーレジスト層
７１Ｕ、７１Ｄ 開口部
７２ ニッケルめっき層
７４ 金めっき層
７６ 半田バンプ
８０ 導電性接続ピン
８２ 接続部
８４ 固定部
８６ ピン接続用半田
９０ ＩＣチップ
９２ 半田パッド
１５０ 層間樹脂絶縁層
１５８ 導体回路
１６０ バイアホール
１７６ 半田バンプ
１８０ 導電性接続ピン
１８６ ピン接続用半田
Claims (8)
- 層間絶縁層と導体層とが繰り返し積層され、最外層の層間絶縁層上には開口を設けたソルダーレジスト層が形成され、ＩＣチップの実装される側の面には半田バンプが形成され、他の基板に接続される側の面には、柱状の接続部と板状の固定部よりなる該導電性接続ピンが、該導電性接続ピンの固定部にてピン接続用半田を介して、前記ソルダーレジスト層の開口から露出される導体層に接続されている多層プリント配線板において、
前記半田バンプは主にＳｎ／Ｐｂからなる合金を用い、前記ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用い、
前記ＩＣチップの実装される面に、コンデンサが前記ピン接続用半田と同じ半田により接続されていることを特徴とする多層プリント配線板。 - 層間絶縁層と導体層とが繰り返し積層され、最外層の層間絶縁層上には開口を設けたソルダーレジスト層が形成され、ＩＣチップの実装される側の面には半田バンプが形成され、他の基板に接続される側の面には、柱状の接続部と板状の固定部よりなる該導電性接続ピンが、該導電性接続ピンの固定部にてピン接続用半田を介して、前記ソルダーレジスト層の開口から露出される導体層に接続されている多層プリント配線板において、
前記半田バンプは主にＳｎ／Ａｇ又はＳｎ／Ａｇ／Ｃｕからなる合金を用い、前記ピン接続用半田は、融点が２３０〜２７０℃のものを用い、
前記ＩＣチップの実装される面に、コンデンサが前記ピン接続用半田と同じ半田により接続されていることを特徴とする多層プリント配線板。 - 前記ピン接続用半田は、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｇの中から選ばれる２種類以上の合金であることを特徴とする請求項１又は２の多層プリント配線板。
- 前記ピン接続用半田は、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ｐｂ、Ｐｂ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｓｂ／Ａｇ／Ｐｂの中から選ばれる合金であることを特徴とする請求項１又は２の多層プリント配線板。
- 前記ピン接続用半田は、Ｓｎ／Ｓｂの構成比が９８：２〜８０：２０の合金であることを特徴とする請求項１又は請求項２の多層プリント配線板。
- 前記導電性接続ピンが、銅または銅合金、鉄又は鉄合金、スズ、ニッケル、コバルト、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事を特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の多層プリント配線板。
- 前記導電性接続ピンの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１〜５のいずれか１に記載の多層プリント配線板。
- 前記くびれ部の直径が、他の部分の直径の５０％以上９８％以下であることを特徴とする請求項７の多層プリント配線板。
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