JPH0555727A - プリント基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＩＣ等の電子部品を信頼性の高い状態でワイヤ
ボンディングにより接続、搭載可能なプリント基板を得
ることにある。 【構成】銅張り積層基板１の予め定められた回路パター
ン形成領域の表面に、パラジウムめっきパターン７を形
成し、これをエッチングマスクとして機能させ、下地の
銅箔もしくは銅めっき導体４、５を選択的にエッチング
して回路パターンを形成する。好ましくはパラジウムめ
っき７の下地にニッケルもしくはニッケル合金６を形成
する。更に好ましくはボンディング部３を露出させ、そ
の他の部分をソルダーレジストで被覆し、しかも露出さ
せたこのボンディング部表面を溶剤処理、酸洗浄等の表
面清浄化処理をしてボンディング性を向上させる。 【効果】パラジウムめっきは、金めっきに比較して材料
費が約５０％程度安価であり、回路パターン形成時のマ
スクとしての機能をも有し、信頼性の高いプリント基板
を容易なプロセスで製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の電子部
品をワイヤボンディングにてプリント基板に接続搭載す
るに好適なプリント基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリント基板のボンディング部分
(バンプと呼んでいる)は、銅箔もしくは銅めっきによる
回路パターン端子部に純度９９.９％以上の金めっきが
施されて構成されている。また、このようにボンディン
グ部分を金めっきで構成した場合、金めっき費用、純度
管理めっき液、条件管理の面で、また、めっき液がシア
ンを含むことから排水処理、取扱等でも難しい点が多々
ある。更にまた、このような高純度の金めっきの場合、
硬度が低下するため、通常の接栓端子用として用いるこ
とができなかった。そのことから、ボンディングと接栓
端子の両機能を有するプリント基板では、２種類の金め
っきを使用しなければならず、作業工程数についても２
倍を必要としていた。そこで、例えば特開昭６３−２２
４２９０号公報に見られるように、この金めっきの代わ
りに銅の導体上にパラジウムめっきを施す提案もなされ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術は、ボンディング部分に金めっきが施されていること
を前提としているため、実際の金めっき費用やバラツキ
に対する配慮が不足している。また、パラジウムめっき
については、めっき応力を低減し折り曲げに対する強度
を向上させてクラックの発生を防止することについての
み着目しており、ボンディング性及び製造上の工程簡略
化についての配慮が不足している。

【０００４】したがって、本発明の目的は、上記従来の
問題点を解消し、パラジウムめっきを用いた場合に信頼
性の高いボンディング部を有するプリント基板が容易に
得られる改良された製造方法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
に、本発明においては、銅張り積層板上の予め定められ
た回路パターン形成領域の表面に、パラジウムめっきパ
ターンを形成し、これをエッチングマスクとして機能さ
せ、下地の銅箔もしくは銅めっき導体を選択的にエッチ
ングして回路パターンを形成する。そして、好ましくは
パラジウムめっきされた回路のボンディング部を露出さ
せ、その他の部分をソルダーレジストで被覆し、しかも
露出させたこのボンディング部表面を溶剤処理、酸洗浄
等の表面清浄化処理によりパラジウムめっき表面を清浄
化することが望ましい。また、パラジウムめっきは、基
板上の銅箔もしくは銅めっき導体上に直接形成しても良
いが、予め下地層としてニッケルもしくはニッケル合金
層を形成した上にめっきするのが望ましく、これにより
銅がパラジウムめっきに拡散するのを防止することがで
きる。

【０００６】パラジウムめっきパターンの形成は、例え
ば基板上にポジ型のレジストマスクパターンを形成し、
露出した導体面に選択的にめっきすることで実現でき
る。また、回路パターンの形成においては、このポジ型
レジストマスクパターンを除去し、パラジウムめっきパ
ターンをエッチングマスクとして兼用し、選択エッチン
グすることからエッチング液としては当然のことながら
パラジウムを溶解せず、銅を選択的に溶解するものが使
用される。下地としてニッケルもしくはニッケル合金を
形成した場合には、この下地に対してもパラジウムと同
様にマスク作用が要求されることから溶解しないエッチ
ング液を使用する。

【０００７】パラジウムめっきパターンの形成について
は、その他、通常のめっき法で基板一面をめっきし、そ
の上にフォトレジスト膜を形成し、所定の回路パターン
のマスクを用いて露光、現像し、このレジストマスクを
用いて選択的にエッチングするリソグラフィ技術により
行っても良い。

【０００８】

【作用】プリント基板へのボンディングは、超音波、熱
圧着及びその両者を併用した方式が一般に用いられる。
ボンディングの原理は、金属の接合境界で構成結晶格子
のズレを生じさせ、互いの結晶の新生面が接触し、結晶
原子間の結合力が働くことであり、このことからパラジ
ウムめっきに従来の金めっきと同様の塑性変形能力を持
たせれば良くなることがわかる。

【０００９】パラジウムめっきパターンは、銅箔もしく
は銅めっき導体を選択的にエッチングして独立した回路
パターンを形成する際のマスクとして機能すると共に、
ボンディング部においては、例えば半導体装置等の電子
部品の電極をワイヤーボンディングにより接続する際の
バンプとしての機能を有する。また、このパラジウムめ
っきの膜厚は、通常０.１〜５μｍが好ましく、より好
ましくは０.２〜０.５μｍである。

【００１０】また、下地として形成したニッケルもしく
はニッケル合金は、導体である銅がパラジウムめっきに
拡散するのを防止する作用を有し、パラジウムめっきの
ボンディング抵抗、接触抵抗が大きくなるのを防止す
る。この下地層の膜厚は通常、０．５〜２０μｍが好ま
しく、より好ましくは２〜１０μｍである。

【００１１】更にまた、パラジウムめっきのボンディン
グ部表面を溶剤処理、酸洗浄等の表面清浄化処理により
清浄化することが好ましく、これによって得られるパラ
ジウムめっきの表面粗さを５μｍ以下とすることが望ま
しい。

【００１２】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明
する。図１は、完成したプリント基板の一例を示す斜視
図であり、図２は、それを製造する工程図を示し、以
下、工程図にしたがって順次説明する。先ず、図２
（ａ）に示すように、基材１上に銅箔４を張り合わせた
銅張り積層板もしくは、予め内層回路を積層した内層入
り積層板を準備し、その所定位置に所定口径の貫通孔２
を設ける。

【００１３】次いで図２（ｂ）に示すように、貫通孔２
の内壁を含む全面に通常用いられている、例えばシプレ
イファーイースト社のＰＴＨプロセスにて、触媒処理、
化学銅めっき処理を施した後、導体として必要な厚みの
銅めっき５を電気銅めっき、もしくはアディティブ法で
用いられるような厚付け化学銅めっきにて析出形成させ
る。

【００１４】次いで、図２（ｃ）に示すように回路とな
る部分以外をスクリーン印刷法による印刷マスキング、
もしくはドライフィルムを用いた写真法にてマスキング
８を行い、めっきレジストパターンを形成する。

【００１５】次いで図２（ｄ）に示すようにマスキング
されていない部分、すなわち、露出している回路部分に
通常用いられているワット系ニッケルめっき液、または
スルファミン酸系ニッケルめっき液を用いニッケル６を
析出させた後、その上にボンディング性を有するパラジ
ウムめっき、例えば、日本高純度化学社製パラブライト
−ＳＳＴを用い、所定条件にて必要厚みのパラジウムめ
っき７を析出形成させる。この時のパラジウムめっき層
７は、パラジウムに換算して０.１ｇ/リットル〜６０ｇ
/リットルの可溶性パラジウム塩、セレンに換算して０.
０１ｇ/リットル〜４０ｇ/リットルの可溶性セレン塩、
ピリジンスルホン酸塩あるいはそのアルカリ塩０.０１
ｇ/リットル〜４０ｇ/リットルより成るパラジウム電気
めっき液を用いて電気めっきにより形成する。

【００１６】なお、このパラジウムめっきに際しては、
上記のパラジウム電気めっき液に、電導度塩をｐＨが
２.０〜１２.０となる量加えると、めっき液の安定性が
良くなる。また、パラジウム金属の濃度は、０.１ｇ/リ
ットルより少なくなると、電流密度が小さすぎて実用的
ではなく、６０ｇ/リットルより多いと、液の汲みだし
等によるパラジウムの消耗が大きく経済的ではない。ピ
リジンスルホン酸あるいはそのアルカリ塩の濃度が０.
０１ｇ/リットルより少ないか、４０ｇ/リットルより多
い場合、およびセレン化合物がセレン金属に換算して、
０.０１ｇ/リットルより少ないか、４０ｇ/リットルよ
り多い場合のいずれもが、めっき層の状態が悪くなり、
実用に耐えられない。ｐＨは２.０〜１２.０の範囲が好
ましく、この範囲を外すと液が分解しやすくなり、長期
の使用に耐えられなくなる。

【００１７】次いで図２（ｅ）に示すように、回路以外
をマスキングしていたスクリーン印刷または、ドライフ
ィルムのマスキング８を所定の剥離液にて溶解除去す
る。

【００１８】引き続き回路パターンを独立させるため、
マスキング８の剥離により露出している銅層４、５を、
パラジウムめっきされた回路パターン自身をマスクにし
て選択的エッチングにて溶解除去する。この時に用いる
エッチング液の条件としてはマスクとして機能するパラ
ジウムおよびニッケルを溶解しないことであり、これに
適合するエッチング液としては、例えばメルテックス社
製のアンモニア錯体ベースのＡプロセスエッチング液
や、過硫酸塩系のエッチング液がある。この工程を処理
することで、図１に示した目的とするプリント基板が完
成する。なお、図１の３はボンディング部分を示す。

【００１９】その後、ボンディングに必要な回路部分の
みを露出させ、その他の部分をソルダーレジストで被覆
してもよく、さらに好ましくは、ボンディング性を向上
させるため、パラジウムめっき表面を溶剤処理、または
酸処理等により清浄化処理を行なうことが望ましい。

【００２０】このようにして得られたプリント基板に薄
膜感熱ヘッド駆動用のＩＣを搭載しワイヤボンディング
により基板とＩＣとの電極同志を結線して薄膜感熱ヘッ
ド用プリント基板を実装した。このプリント基板を発熱
素子アレーと組み合わせて薄膜感熱ヘッドを完成させ
た。なお、ワイヤボンディング接続用線材としては、金
線、アルミ線を用いたが、何れも良好なボンディング性
を得ることができた。

【００２１】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、従来、
金めっきで構成されていたボンディング部分がパラジウ
ムめっきに置き換わることから、ワイヤボンディング用
プリント基板の原価低減に効果があることは勿論のこ
と、独立した回路パターンを形成するに際し、パラジウ
ムめっきパターンをマスクとして用いることができるこ
とから製造プロセスを簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

図１本発明の一実施例となるプリント基板の外観図。図
２本発明の一実施例となるプリント基板の製造工程図
（断面図）。

【符号の説明】

１…プリント基板基材、 ２…貫通孔、 ３…ボンディング部分、 ４…銅箔、 ５…銅めっき、 ６…ニッケルめっき、 ７…バラジウムめっき、 ８…マスキング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 繁 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所戸塚工場内 (72)発明者 芹澤 精一 東京都豊島区南池袋２丁目26番７号 日本 高純度化学株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅張り積層基板上の予め定められた回路パ
   ターン形成領域の表面に、パラジウムめっきパターンを
   形成し、これをエッチングマスクとして下地の銅箔もし
   くは銅めっき導体を選択的にエッチングして回路パター
   ンを形成する工程を有し、前記回路パターンのボンディ
   ング部のめっき金属をパラジウムとして成るプリント基
   板の製造方法。
2. 【請求項２】上記パラジウムめっきパターンの下地膜と
   してニッケルもしくはニッケル合金層を形成する工程を
   有して成る請求項１記載のプリント基板の製造方法。
3. 【請求項３】上記パラジウムめっきされた回路のボンデ
   ィング部を露出させ、その他の部分をソルダーレジスト
   で被覆する工程を有して成る請求項１もしくは２記載の
   プリント基板の製造方法。
4. 【請求項４】上記パラジウムめっきされたボンディング
   部表面を清浄化処理する工程を付加して成る請求項１も
   しくは３記載のプリント基板の製造方法。
5. 【請求項５】パラジウムめっきパターンの形成工程とし
   て、基板上にポジ型レジストマスクパターンを形成し、
   露出した導体面に選択的にパラジウムめっきする工程を
   有して成る請求項１記載のプリント基板の製造方法。
6. 【請求項６】パラジウムめっきパターンの形成工程とし
   て、基板上にポジ型レジストマスクパターンを形成し、
   露出した導体面に選択的に下地めっきとしてニッケルも
   しくはニッケル合金めっきを施し、その上にパラジウム
   めっきする工程を有して成る請求項１記載のプリント基
   板の製造方法。
7. 【請求項７】上記パラジウムめっきの厚さを０．１〜５
   μｍとして成る請求項１、３、４、５もしくは６記載の
   プリント基板の製造方法。
8. 【請求項８】上記下地めっきとしてのニッケルもしくは
   ニッケル合金めっきの厚さを０．５〜２０μｍとして成
   る請求項２もしくは６記載のプリント基板の製造方法。