WO2000003570A1 - Carte a circuits imprimes et procede de fabrication - Google Patents

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    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits

Definitions

  • Patent application title Printed wiring board and method of manufacturing the same
  • the present invention relates to a printed wiring board, and more particularly to a printed wiring board having improved adhesion and strength between a conductor circuit for a solder pad and a solder resist layer and a solder bump, and a method for manufacturing the same.
  • This build-up multilayer wiring board is manufactured, for example, by a method as disclosed in Japanese Patent Publication No. 555555/1992.
  • an insulating material made of a photosensitive adhesive for electroless plating is applied on a core substrate, dried, and then exposed and developed to form an interlayer insulating resin having a via hole opening. Form a layer.
  • a plating resist is provided on the roughened surface, and electroless plating is performed on a non-resist forming portion, and a via hole is formed. Including two layers of conductor circuits. Form a turn. By repeating such a process a plurality of times, a multilayered build-up wiring board can be obtained.
  • solder bumps are provided on the surface of the conductor circuit for solder pads, and the printed wiring board is connected to the IC chip via the solder bumps.
  • the printed wiring board is provided with a solder resist layer so as to protect the surface solder circuit for the pad and prevent the solder bumps from fusing together.
  • the surface of the solder pad conductor circuit is roughened in order to increase the adhesion between the solder pad conductor circuit and the solder resist layer.
  • a blackening / reducing treatment, an etching with sulfuric acid / hydrogen peroxide, and a copper-nickel-phosphorus needle-like alloy plating are used.
  • the present inventors have clarified that the adhesion of the solder resist layer is significantly reduced when the roughened surface provided on the miniaturized conductor circuit is deteriorated due to oxidation, corrosion, or the like.
  • the adhesion between the solder pad conductor circuit and the solder resist layer is further reduced.
  • the present invention enhances the adhesion between the miniaturized conductor circuit for a solder pad and the solder resist layer, and even in a solder bump forming portion, the conductor circuit and the solder resist layer are firmly adhered and separated.
  • An object of the present invention is to obtain a printed wiring board which does not cause a conduction failure in a solder pad forming portion without performing the same.
  • the present invention provides a printed wiring board which can maintain the strength of a contact portion between a conductor circuit for a solder pad and a solder bump in a high state and can prevent a solder bump from falling off. With the goal.
  • the present invention provides a printed circuit comprising a solder pad conductor circuit and a solder-resist layer on the solder pad conductor circuit, wherein an opening for providing a solder body is formed in the solder resist layer.
  • the conductor circuit for a solder pad has a roughened surface treated with an etching solution containing a cupric complex and an organic acid, and the solder resist layer is formed on the roughened surface.
  • the present invention relates to a printed wiring board provided in a printed circuit board.
  • the present invention also provides a printed wiring board comprising: a conductive circuit; and a solder resist layer on the conductive circuit, wherein an opening for providing a solder body is formed in the solder resist layer.
  • the conductor circuit has a roughened surface, and the roughened surface is It has a plurality of anchors, depressions, and ridges, and the anchors, the depressions, and the ridges are dispersedly formed, and the adjacent anchors are connected by the ridges.
  • the present invention relates to a printed wiring board, wherein the depression is surrounded by the anchor-shaped portion and the ridge, and the solder resist layer is provided on the roughened surface.
  • the present invention includes a conductor circuit for a solder pad and a solder resist layer on the conductor circuit for a solder pad, wherein an opening for providing a solder body is formed in the solder resist layer.
  • the conductor circuit for a solder pad has a roughened surface that is treated with an etching solution containing a cupric complex and an organic acid, and the roughened surface is titanium. , Zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nickel, tin, lead, bismuth, and a noble metal.
  • the solder resist layer is coated with a metal layer of at least one metal selected from the group consisting of:
  • the present invention relates to a printed wiring board provided on a metal layer and a method for manufacturing the same.
  • the present invention also includes a conductor circuit for a solder pad and a solder resist layer on the conductor circuit for a solder pad, and an opening for providing a solder body is formed in the solder resist layer.
  • the conductor circuit for a solder pad has a roughened surface, the roughened surface has a plurality of anchor portions, a dent portion, and a ridge line, and the anchor portion and the dent portion And the ridge line are formed in a dispersed manner, and the adjacent anchor-shaped portion is extended by the ridge line, and the dent portion is surrounded by the anchor-shaped portion and the ridge line,
  • the coated surface is coated with a metal layer of at least one metal selected from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nickel, tin, lead, bismuth and a noble metal; Ruda resist layer is provided on the metal layer, it relates to a printed wiring board.
  • the present invention includes a conductor circuit for a solder pad and a solder resist layer on the conductor circuit for a solder pad, and an opening for providing a solder body is formed in the solder resist layer.
  • the conductor circuit for the solder pad has a roughened surface, and a protection layer is provided on the conductor circuit for the solder pad.
  • the present invention relates to a printed wiring board, wherein the solder resist layer is provided on the protection layer, and a method for manufacturing the same.
  • the present invention includes a conductor circuit for a solder pad and a solder resist layer on the conductor circuit for a solder pad, and an opening for providing a solder body is formed in the solder resist layer.
  • the conductor circuit for a solder pad has a roughened surface, and titanium, zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nickel, tin, lead, bismuth, and the like are provided on the roughened surface.
  • a metal layer for a protection layer made of at least one metal selected from the group consisting of noble metals is provided, a protection layer is provided on the metal layer for the promotion layer, and the protection layer is provided on the protection layer.
  • the present invention relates to a printed wiring board provided with the solder resist layer and a method for manufacturing the same.
  • the present inventors have developed a solder pad for improving the adhesion and strength between the surface layer of the multilayer printed wiring board and the solder resist layer, and the adhesion and strength between the surface layer of the multilayer printed wiring board and the solder pad.
  • Various methods of roughening the surface of the conductor circuit were studied.
  • the inventor wants to improve the adhesion and strength between a conductor circuit formed of fine wiring of 50 / zm or less and a solder resist layer, and the adhesion and strength between such a conductor circuit and a solder bump.
  • the blackening-reduction treatment and the etching treatment with sulfuric acid-hydrogen peroxide and the like were not suitable as the roughening treatment of the conductor circuit for fine wiring solder pads.
  • fine wiring 50 m or less is used, and when the wiring density is reduced, the conductor circuit and the solder are formed by the projections formed on the roughened surface. It was found that the contact area with one resist layer was small, and the adhesion of the solder resist layer could not be improved. In particular, it was found that under heat cycle conditions, the solder resist layer was peeled off in areas where the wiring density was low.
  • the noble metal layer peeled off and cracked in the solder pad, causing the solder bumps to fall off.
  • the formation of a roughened layer by copper-nickel-phosphorus needle-shaped alloy adhesion provides excellent adhesion between the conductor circuit and the solder resist layer, and enables fine wiring of 5 O ⁇ m or less, It was found that even a sparse part consisting of However, since such a roughened layer is formed by plating, when the density of fine wiring is increased, the precipitated needle-like alloy extends on the interlayer insulating layer and connects the conductor circuits to each other, which may cause a short circuit. all right.
  • an oxidizing agent solution or a solution for removing residual resin does not flow through the opening, and the resin remains between the protrusions, leaving an organic residue of the solder resist resin at the bottom of the opening. Was found to remain.
  • organic residue sometimes caused poor conduction or disconnection between the conductor circuit for the solder pad in the opening and the metal under the bump.
  • such an organic residue causes the noble metal layer in the solder pad to be unformed or causes a formation defect, thereby lowering the strength between the solder, the solder pad and the conductor circuit for the solder pad.
  • the inventor has conducted intensive studies on other roughening treatments.
  • the roughened surface formed by treating the surface of the conductive circuit with an etching solution containing a cupric complex and an organic acid can be used to improve the adhesion to the solder resist resin and the metal under the bump. It has been found that they have excellent adhesion to the solder and are extremely suitable for forming a solder pump, and have completed the present invention.
  • the printed wiring board of the present invention has a roughened surface having a predetermined rough surface shape on a conductive circuit as formed by the etching solution, and a solder resist layer is formed via the roughened surface.
  • a roughened surface can be formed on a conductive circuit having a fine wiring force of 50 m or less and a high wiring density without causing a conduction failure such as copper-nickel-phosphorus needle-like alloy plating.
  • a roughened surface has excellent adhesion to the solder resist layer, and the solder-resist layer is removed at the solder bump forming portion to reduce the contact area between the conductor circuit and the solder resist layer. Even with a printed wiring board made of fine wiring and having a low wiring density, sufficient adhesion between the conductor circuit and the solder resist layer can be ensured.
  • solder resist layer is removed and an opening for forming a solder bump is provided on the roughened surface, there is little resin residue on the roughened surface, and the adhesiveness to the metal under the bump is excellent. It does not cause conduction failure in the bump formation part.
  • the present inventor studied the roughened surface of the conductor circuit for solder pads in more detail in order to increase the strength of the solder bump.
  • the present inventor has found that such a roughened surface is significantly deteriorated by oxidation, corrosion and the like. According to the study of the present inventor, it is found that when such a roughened surface is deteriorated, the strength of the irregularities on the surface is significantly reduced, and the irregularities are dissolved by a solvent such as acid or aluminum. Was. Such deterioration of the roughened surface significantly weakened and separated the adhesion strength between the solder resist layer and the roughened surface and between the roughened surface and the metal under the bump.
  • the present inventor has proposed a treatment for such a roughened surface in order to increase the adhesion strength between the solder resist layer and the roughened surface and between the roughened surface and the metal under the bump and prevent separation. I studied diligently.
  • the present inventor has found that the roughened surface has at least one metal layer selected from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, thallium, covanolate, nickel, tin, lead, bismuth, and a noble metal.
  • the present inventors have found that a printed wiring board manufactured by providing a solder resist layer on the metal layer significantly increases the strength of the solder bumps, and completed the present invention.
  • such a metal layer prevents oxidation, corrosion, and the like of the roughened surface, and prevents surface deterioration of the roughened surface. Further, in the present invention, such a metal layer protects the uneven portion of the roughened surface from a solvent such as alkali metal, and even when the roughened surface is immersed in the solvent, the uneven portion of the roughened surface is dissolved. Prevent it from being done.
  • such a metal layer prevents a decrease in the strength of the roughened surface. Therefore, the shape and strength of the coated roughened surface are maintained, so that peeling of the roughened surface and the solder resist layer, and formation and defective formation of the metal layer in the solder pad can be eliminated.
  • the roughened surface coated with such a metal layer has less surface deterioration of the roughened surface and the shape of the roughened surface than the roughened surface not coated with the metal layer and having a solder resist layer and solder bumps applied. And the dissolution of the roughened surface due to oxidation and chemicals can be prevented.
  • solder bumps can be improved by at least 10% at a single shear strength.
  • the printed wiring board of the present invention has a shape and strength excellent in adhesion to the solder resist layer and adhesion to the metal under the bump by coating the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad with the metal layer. Therefore, the strength of the solder bumps is remarkably increased, and the solder bumps can be prevented from falling off.
  • the present inventor has found that the roughened surface provided on the miniaturized conductor circuit for the solder pad is deteriorated by oxidation, corrosion, or the like, which is caused by the blackening-reduction treatment or the sulfuric acid passing. Clarified that the adhesion between the solder pad conductor circuit formed by the etching treatment of hydrogen oxide and the solder resist layer was significantly reduced.
  • the solder resist resin onto the solder pad conductor circuit, if the conductor circuit is deteriorated, the wettability of the solder resist resin is different, so the solder resist layer on the contact surface between the conductor circuit and the solder resist layer The adhesiveness of the film decreases.
  • the inventor studied various means for suppressing the deterioration of the conductor circuit for the solder pad. As a result, a roughened surface is formed on the solder pad conductor circuit. After the formation, a protective layer is provided on this conductor circuit, and a solder resist layer is formed thereon to form a solder pad opening, thereby preventing the conductor circuit for the solder pad from being deteriorated.
  • the shape of the rough surface of the conductor circuit at the contact surface with the solder resist layer and the opening surface is maintained, and therefore, between the conductor circuit for the solder pad and the solder resist layer and between the conductor circuit for the solder pad and the solder.
  • the present inventors have found that the adhesiveness between the pad and the pad is maintained and the strength of the solder resist layer and the solder bump is enhanced, and the present invention has been achieved.
  • the present invention by providing a metal layer on the rough surface, it is possible to prevent the metal state of the surface layer of the rough surface and the entire conductor circuit for the solder pad from being altered by oxidation or corrosion.
  • the solder-resist layer is formed, there is no difference in the wettability of the conductor circuit for the solder pad, and the separation between the conductor circuit for the solder pad and the solder resist layer caused by the difference in wettability is eliminated. Disappears.
  • the protective layer on the conductor circuit for the solder pad prevents the deterioration of the conductor circuit, even if the opening for the solder pad is formed in the solder resist layer, the elution of the conductor circuit is eliminated. A roughened surface with extremely good adhesion to the solder pad can be maintained.
  • the present inventors have studied various processing means in order to further improve the strength of the solder pad.
  • the present inventor selects on the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nickel, tin, lead, bismuth and precious metal
  • a metal layer for at least one kind of metal is provided for a protective layer
  • a protective layer is provided on the metallic layer for such a protective layer
  • a solder resist layer is provided on the protective layer
  • a solder body is provided.
  • the roughened surface coated with the metal layer for the anti-sun layer can prevent the roughened surface from deteriorating due to oxidation, corrosion, and the like, and can prevent the uneven surface from being dissolved when immersed in an acid or alkali solution.
  • the formed roughened surface has a uniform shape and maintains its strength. The removal of the solder resist layer and the non-formation of the metal layer in the solder pad can be prevented, so that the solder bump can be prevented from falling off.
  • solder resist layer when the solder resist layer is removed and an opening for forming a solder bump is provided, such a roughened surface has no resin residue on the roughened surface, has excellent adhesion to a metal under the bump, and has an excellent solderability. It does not cause conduction failure in the pump forming part.
  • the roughened surface coated with the metal layer for force and light barrier is more roughened than the one in which the solder resist layer and the solder bumps are applied on the roughened surface not coated with the metal layer for heat shield.
  • the shape of the solder bumps is maintained uniformly, and the adhesive strength between the solder resist layer and the solder body is maintained, so that the strength of the obtained solder bumps is improved, thereby preventing oxidation and dissolution by chemicals.
  • the solder bumps were found to be improved by at least 10% in shear strength. In addition, even if the solder bump is subjected to a reliability test, there is no peeling of the solder resist layer, no peeling of the metal layer, no crack, and no dropout occurs.
  • the solder resist layer does not swell even after the reliability test.
  • the connection reliability is improved.
  • the roughened surface is formed by etching, the remaining moisture easily remains in the concave portions and is hardly driven out even by heat treatment. Therefore, the heat protection layer according to the present invention is effective.
  • the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad is protected by the protection layer, thereby preventing the conductor circuit for the solder pad from being deteriorated.
  • the surface of the solder resist layer which is finer and less sparse, has improved adhesion between the solder resist conductor circuit and the solder resist layer. Even in the solder bump forming portion, such a conductive circuit and the solder resist layer are firmly adhered to each other and do not separate from each other, so that poor conduction does not occur in the solder bump forming portion.
  • the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad has a predetermined surface. Even if a part of the solder resist layer is opened and solder pad is applied, the surface strength of the conductor circuit for solder pad Adhesion with solder pad Adhesion with solder pad In addition to maintaining an excellent shape, the resin derived from the solder resist layer does not remain, and the adhesion and strength between the solder pad conductor circuit and the solder resist layer and between the solder pad conductor circuit and the solder pad are reduced. Being improved,
  • FIG. 1 is a photograph as a substitute for a drawing of a roughened surface according to an example of the present invention.
  • FIG. 2 is a drawing substitute photograph of a roughened surface of another example according to the present invention.
  • FIG. 3 is a drawing substitute photograph of a roughened surface of still another example according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of another roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of another roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of another roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of another roughened surface according to the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an example of a roughened surface provided with a protective layer according to the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a roughened surface of another example in which a protective layer according to the present invention is provided.
  • FIG. 15 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 16 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board as an example of the present invention.
  • FIG. 17 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 18 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 19 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 20 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram showing a manufacturing process of a multilayer printed circuit board according to an example of the present invention.
  • FIG. 22 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board as an example of the present invention.
  • FIG. 23 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board as an example of the present invention.
  • FIG. 24 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 25 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 26 is a manufacturing process diagram of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 27 is a manufacturing process diagram of the multilayer printed wiring board as an example of the present invention.
  • FIG. 28 is a manufacturing process diagram of the multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 29 is a manufacturing process diagram of the multilayer printed wiring board as an example of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram showing a manufacturing process of a multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 31 is a manufacturing process diagram of the multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 32 is a manufacturing process diagram of the multilayer printed wiring board according to an example of the present invention.
  • FIG. 33 is a sectional view of a multilayer printed wiring board according to another example of the present invention.
  • FIG. 34 is a sectional view of a multilayer printed wiring board according to yet another example of the present invention.
  • FIG. 35 is a sectional view of a multilayer printed wiring board according to still another example of the present invention.
  • FIG. 36 is a drawing substitute photograph of a roughened layer made of a needle-shaped alloy.
  • FIG. 1 is a photograph as a substitute for a drawing of a roughened surface according to an example of the present invention. This photograph is an oblique photograph of the roughened surface under an electron microscope.
  • FIG. 2 is a drawing substitute photograph of a roughened surface of another example according to the present invention. This photo was taken in the same way as the photo in Fig. 1, but with a higher magnification.
  • FIG. 3 is a drawing substitute photograph of a roughened surface of still another example according to the present invention. This photograph was taken from directly above the roughened surface under an electron microscope at the same magnification as in FIG.
  • a solder resist layer is provided on the conductor circuit for the solder pad via the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad as shown in the electron micrograph.
  • Figures 4 to 8 are schematic diagrams of such a roughened surface.
  • Fig. 4 is a plan view
  • Fig. 5 is a vertical cross-sectional view taken along line A-A of Fig. 4
  • Fig. 6 is a vertical cross-section cut between an anchor-shaped part and a hollow part.
  • Fig. 7 is a vertical cross-sectional view showing a ridge between the anchors
  • Fig. 8 is a vertical cross-sectional view cut between the ridge and the depression.
  • the rough surface according to the present invention has a plurality of anchors 1, a plurality of depressions 2, and a plurality of ridges 3, and the anchors 1 and the depressions are provided. 2 and ridge 3 are dispersed. As shown in FIG. 6, two recesses are formed between the anchor 1 and the adjacent anchor 1. In addition, the anchor 1 and the adjacent anchor 1 are separated from each other by a ridge line 3 as shown in FIG. The depression 2 is surrounded by the anchors 1 and 3 as shown in FIGS.
  • FIG. 32 shows a drawing substitute photograph of a roughened layer made of a conventional needle-shaped alloy formed by plating.
  • the needle-shaped alloys overlap each other, and a space is formed between the needle-shaped alloys.
  • the needle-like protrusions are dense, so that the space between the protrusions is narrow, so that the developer or the oxidizing agent solution for removing the residual resin does not flow.
  • the resin remains between the protrusions, causing the resin to remain.
  • the rough surface shape according to the present invention has an anchor-shaped portion at the highest portion, a concave portion is formed at the lowest portion around the anchor-shaped portion, and the anchor-shaped portion and the anchor next to the anchor-shaped portion are formed.
  • the ridges are connected by ridgelines lower than these anchors and higher than the depressions, and have a complex uneven shape.
  • the anchor-shaped portion bites into the solder resist layer, and the conductor circuit and the solder resist layer are firmly adhered to each other. Even if the surface is not sparse, peeling does not occur between the conductor circuit and the solder resist layer.
  • the roughened surface has excellent affinity with the plating solution, and the plating penetrates into the dents of the roughened surface and wraps around the anchored portion of the roughened surface. It does not cut into the lower metal and reduce the adhesion between the conductor circuit and the solder knob.
  • the anchors are not dense.
  • the ridge connecting the anchors has a shape that does not obstruct the flow of the resin.
  • the developer and the oxidizing agent solution for removing the resin residue easily flow between the recessed portions and the anchor-shaped portions, and the solder resist resin does not easily accumulate.
  • the roughened surface according to the present invention has no resin residue after the development processing, and has excellent adhesion to the metal under the bump.
  • the roughened surface according to the present invention prevents the resin residue after the development processing while maintaining the adhesion between the conductor circuit and the solder resist layer and the adhesion between the conductor circuit and the metal under the bump. It has the best shape to do.
  • the roughened surface according to the present invention can be formed, for example, by dropping metal crystal particles on the surface of a conductive circuit with an etching solution containing a cupric complex and an organic acid. On such a roughened surface, a depression (concave portion) force is formed at a portion where the metal crystal particles are largely dropped.
  • a hollow portion can be formed in a substantially polyhedral shape derived from metal crystal particles and having a shape as if it is cut off.
  • the substantially polyhedral shape refers to a polyhedron such as a trihedron, tetrahedron, pentahedron, or hexahedron, or a polyhedron obtained by combining two or more of these polyhedrons.
  • Such depressions can prevent resin residue after the development processing.
  • the anchor portion of the roughened surface can be formed by dropping metal crystal particles around the anchor portion.
  • the anchor-shaped part formed in this way is constituted by a square convex part, and is surrounded by the concave part, and does not overlap with each other.
  • the roughened surface having such a complicated uneven shape can prevent the resin residue after the development processing while maintaining the adhesion with the solder resist resin and the metal under the bump.
  • a ridge line can be formed on the roughened surface by dropping of adjacent metal crystal particles.
  • This ridge connects the anchor and the adjacent anchor at a location lower than the height of the anchor.
  • This ridge is formed in a branched state by dropping three or more adjacent metal crystal particles.
  • this ridge line can be formed in a sharpened state when adjacent metal crystal particles fall off in a substantially polyhedral shape.
  • Such ridges can be formed by dispersing the anchors, respectively, so that the anchors are surrounded by the depressions and the ridges.
  • Such a roughened surface has a more complicated uneven shape, and can increase the contact surface with the resin and the metal under the bump, thereby improving the adhesion, and at the same time, preventing the resin from remaining.
  • Such a roughened surface preferably has a maximum roughness (R max) of 0.5 to 10 / m. If it is less than 0, the adhesion to the solder-resist layer and the adhesion to the metal under the bump will be remarkably reduced. If it exceeds 10 / m, resin residue will be left after the development process, causing problems such as disconnection. It will be easier.
  • the roughened surface preferably has 25 (an average of 2 to 100 anchor-shaped portions and an average of 2 to 100 depressions per im 2 . An average of 2 to 100 anchors per um 2 is developed while maintaining the adhesion between the roughened surface and the solder resist layer and the adhesion between the roughened surface and the metal under the bump.
  • the resin residue can be prevented after, 2 5 m z per average 2 to 1 0 0 of the recess is to prevent congestion anchor-shaped portion, to suppress the generation of trees fat remaining after development, the force
  • the adhesiveness between the roughened surface and the solder resist layer and the adhesiveness between the roughened surface and the metal under the bump can be maintained.
  • Ridge according to the present invention 2 5 ⁇ M 2 per average 3 to 3 0 0 0 This is preferably formed.
  • the number of ridges in this range can complicate the shape of the roughened surface, increase the contact surface with the solder resist layer and the metal under the bump, improve the adhesion with these solder resist layers, etc. This is because the remainder is easily removed.
  • the number of anchors, dents, and ridges was determined by photographing the roughened surface from directly above and obliquely above 45 ° using a 500 ⁇ magnification electron micrograph as shown in Figures 2 and 3. , 25 m 2 area was arbitrarily selected and measured, and the average value was adopted.
  • a metal layer can be coated on such a roughened surface.
  • 9 to 12 are sectional views of a roughened surface according to another example of the present invention. 9 to 12, the roughened surfaces as shown in FIGS. 4 to 8 are covered with the metal layer 51, respectively.
  • the metal layer 51 as shown in Figs. 9 to 12 is a metal that does not easily oxidize or corrode, or adheres to the solder resist resin even if the metal itself oxidizes or corrodes. Of a metal that does not impair the performance.
  • Such a metal layer prevents the formation of an oxide film or a corrosion film on the roughened surface, and covers the roughened surface while maintaining its shape. Do not impair the adhesion with.
  • Such a metal layer prevents a decrease in adhesion strength between the roughened surface and the solder resist layer and a decrease in adhesion strength between the roughened surface and the metal under the bump due to peeling of the oxide film or corrosion. can do.
  • Such a metal layer can also increase the hardness of the metal constituting the roughened surface, so that metal breakage on the roughened surface does not occur, and the roughened surface and the solder-resist layer, and the roughened surface and the metal under the bump Is further prevented.
  • the printed wiring board of the present invention has a metal layer having a roughened surface, an oxide layer or a corroded layer is not easily formed on the roughened surface, and even if an oxide layer or a corroded layer is formed, a solder resist resin is used. Adhesiveness between the roughened surface and the metal under the bumps is maintained, and the heating does not cause separation between the roughened surface and the solder resist layer or between the roughened surface and the metal under the bump.
  • the metal layer is made of at least one metal selected from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nigel, tin, lead, bismuth, and noble metals.
  • Such a metal is relatively hard to oxidize or corrode, or even if the metal itself oxidizes or corrodes, it does not reduce the adhesion between the solder resist resin and the metal under the bump.
  • a metal is a metal or a noble metal having an ionization tendency larger than that of copper and equal to or less than titanium, and if the roughened surface is covered with a layer of such a metal or a noble metal, when the solder resist layer is roughened, The dissolution of the conductor circuit due to the local electrode reaction can be prevented.
  • Non-oxidizing metals such as nickel, tin, cobalt, and noble metals are examples of metals that are relatively hard to oxidize or corrode.
  • the noble metal is preferably at least one selected from gold, silver, platinum, and palladium.
  • Metals such as titanium, zinc, iron, indium, thallium, lead, bismuth and the like that do not reduce the adhesion between the metal layer and the solder resist resin even if the metal itself oxidizes or corrodes. Can be.
  • At least one metal selected from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, titanium, cobalt, nickel, tin, lead, bismuth, and a noble metal is provided on the roughened surface.
  • the layer By coating the layer, it has the optimal shape to prevent resin residue after the development process, while maintaining the adhesion between the solder pad conductor circuit and the solder resist layer and the solder pad conductor circuit. Adhesion with the metal under the bump and the strength of the solder bump can be improved.
  • plating a method selected from electrolytic plating, electroless plating, or displacement plating
  • vapor deposition vapor deposition, electrodeposition, and sputtering.
  • the thickness of such a metal layer is preferably from 0.01 to 1. In particular, 0.3 to 0.5 n m thickness is good. This is because the metal layer having such a thickness can prevent oxidation and corrosion of the copper conductor while maintaining the shape of the roughened surface. If the thickness is less than 0.01 m, it is not possible to completely cover the roughened surface, and if it exceeds lm, the metal to be coated enters between the roughened surfaces and the unevenness of the roughened surface is reduced. It may offset, reducing the adhesion between the roughened surface and the solder-resist layer and the adhesion between the roughened surface and the metal under the bump.
  • the roughened surface according to the present invention can be formed by treating a conductor circuit serving as a solder pad with an etching solution containing a cupric complex and an organic acid.
  • an etchant can dissolve the copper conductor circuit under the condition of coexistence of oxygen such as spraying and publishing. It is estimated that etching proceeds according to the following reaction formula.
  • the cupric complex used in the present invention is preferably a cupric complex of azoles.
  • This type of cupric complex acts as an oxidizing agent for oxidizing metallic copper and the like.
  • the azoles diazole, triazole and tetrazole are preferable. Among them, imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-benzylimidazole, and the like are preferred.
  • the addition amount of the cupric complex of azoles is 1 to 15% by weight. This is because they have excellent solubility and stability.
  • the organic acid is blended with the cupric complex to dissolve the copper oxide.
  • the organic acid is formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, cabronic acid, acrylic acid, crotonic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid , At least one selected from the group consisting of glutaric acid, maleic acid, benzoic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, and sulfamic acid is preferred.
  • the content of the organic acid is preferably 0.1 to 30% by weight. This is to maintain the solubility of the oxidized copper and ensure the stability of the solution.
  • the etching solution according to the present invention may be added with a halogen ion such as a fluorine ion, a chloride ion or a bromine ion in order to assist the oxidizing action of the dissolved azoles of copper.
  • a halogen ion such as a fluorine ion, a chloride ion or a bromine ion
  • Such halogen ions can be supplied as hydrochloric acid, sodium salt, etc.
  • the addition amount of halogen ions is 0.01 to 20% by weight. This is because the adhesion between the formed roughened surface and the solder resist layer is excellent.
  • the etching solution according to the present invention can be prepared by dissolving a cuprous complex of an azole and an organic acid (as necessary, a halogen ion) in water. Further, a commercially available etching liquid, for example, “Mech Etch Bond” manufactured by Mec Co., Ltd. can be used.
  • the average amount of etching with such an etching solution is preferably 0.1 to 10 m. If it is less than 0.1 m, the adhesion between the roughened surface and the solder-resist layer will be reduced, and if it exceeds ⁇ , resin residue is likely to occur. Is more likely to occur.
  • a metal layer can be coated on the rough surface thus formed.
  • the metal layer is made of at least one metal selected from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nickel, tin, lead, bismuth, and noble metals.
  • the coating of the metal layer can be performed by any of plating, vapor deposition, electrodeposition, and sputtering. In terms of uniformity of the formed film, it is preferable to perform plating.
  • the metal layer can be formed after forming the roughened surface and then heat-treating the roughened surface in order to uniformly form the metal layer.
  • the heat treatment evaporates the etching solution and its residual components, and the surface state of the roughened surface becomes uniform, so that the metal layer is easily formed.
  • the temperature of the heat treatment can be set in various ranges depending on the shape and thickness of the roughened surface, the metal component and the thickness of the conductor circuit for the solder pad, and the like. Especially in the range of 50 to 250 ° C 1 The inside is good. When the temperature is lower than 50 ° C, the effect of the heat treatment is not observed. When the temperature is higher than 250 ° C, the roughened surface is oxidized, and the formed metal layer becomes uneven.
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view of an example of a conductor circuit for a solder pad provided with a protection layer according to the present invention.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of another example of a conductor circuit for a solder pad provided with a protection layer according to the present invention.
  • the conductor circuit for a solder pad provided with the protection layer according to the present invention is provided on the outermost layer of a printed board, and is connected to an IC chip or the like via a solder bump.
  • the conductor circuit for the solder pad is protected by a solder resist layer so as not to be directly exposed to external high heat and high pressure, and in order to obtain a high adhesion between the solder resist layer and the solder resist layer.
  • a roughened surface is provided on the surface.
  • the surface of the main body 102 of the solder pad conductor circuit 101 is roughened by blackening-reducing treatment, etching, or the like, as shown in FIG.
  • a roughened surface made of electroless plating etc. is formed on the roughened surface 103 formed as a result of this process, and as shown in Fig. 14 on the surface of the main body 105 of the conductor circuit 104 for the solder pad.
  • a roughened surface 107 formed by precipitating 106 is included.
  • the roughened surface is applied to the conductor circuit for the solder pad on the surface layer of the printed wiring board on which the conductor circuit has been formed through various processes.
  • the roughened surface for the protection layer is formed by any of oxidation-reduction treatment, electroless plating, or etching treatment.
  • a roughened layer formed by an alloy layer composed of copper-nickel-phosphorus, and a roughened surface formed by an etching solution composed of a cupric complex and an organic acid have a high adhesion to a solder-resist layer and a roughened surface. It is excellent in terms of uniformity of the surface.
  • a roughened surface When forming a roughened surface by oxidation one reduction treatment, washing alkalis a printed wiring board having a conductor circuit, via the acid treatment, as an oxidation bath (blackening bath), N a OH, N a C 1 0 2 After immersion in a liquid consisting of Na 3 PO 4 etc., a roughened surface can be formed by immersing it in a liquid consisting of Na OH and Na BH, as a reducing bath. You. The maximum height of the roughened surface is in the range of 0.01 to 2 m.
  • Oxidation bath blackening bath
  • NaOH is 1 ⁇ 30 g / L, Na C 10 2 power 5 ⁇ 6 / L, Na 3 P0 4 power 0.1 ⁇ 20 g ZL
  • a surfactant such as nitrogen-based or urea-based surfactant, etc.
  • the subsequent reduction bath is desirably used at a solution concentration of NaOPW 1 to 30 gZL and NaBH 4 at a concentration of 0.5 to 20 g / L.
  • various additives are blended. It is recommended that the temperature of the adhering liquid be 30 to 70 ° C and that the conductor circuit be immersed for 1 to 15 minutes. Thereby, a roughened surface can be formed on the surface layer of the conductor circuit.
  • the printed wiring board with the conductive circuit is washed with an alkali or the like, etched, acid-treated, a catalyst is applied, activated, and the electroless plating solution is applied.
  • a roughened surface By immersing in the inside, a roughened surface can be formed.
  • the maximum height of the roughened surface is formed in the range of 0.1 to 10 / zm.
  • a rough alloy layer made of copper-nickel-phosphorus can be formed.
  • the plating solution includes copper concentration (metal salts such as copper sulfate and copper chloride) 1 to 40 gZL, nickel concentration (metal salts such as nickel sulfate) 0.1 to 6 g / L, and citric acid concentration 10 to 2 0 gZL, hypophosphite concentration 10 to 100 g / L.
  • the shape of the roughened surface may be needle-like, porous, or a combination thereof. Needle-like alloys are preferred in terms of ease of formation and adhesion.
  • the maximum height of the roughened surface is preferably in the range of 5 to 10 m, and more preferably in the range of 1 to 5 m. If it is less than 0.5 m, the adhesion to the solder resist layer will be reduced.If it exceeds 10 m, uniformity of the roughened surface cannot be maintained by mono-oxidation and electroless plating. In addition, the solder resist layer may peel off and cause cracks.
  • the above-described method of performing a treatment with an etching solution containing a cupric complex and an organic acid can be given.
  • Such an etchant can dissolve the copper conductor circuit under the condition of coexistence of oxygen such as spraying and publishing.
  • a protection layer can be formed on such a conductor circuit for a solder pad.
  • the protective layer according to the present invention contains, as a main component, at least one antibacterial agent selected from the group consisting of 1,2,3-benzotriazole, trinoletriazole and derivatives thereof. Is desirable.
  • Derivatives of 1,2,3-benzotriazole and torinoletriazole are alkyl groups such as methyl and ethyl groups, or carboxyl diamino groups and hydroxyl groups on the benzene ring shown in the following chemical formulas 1 and 2. And the like.
  • these compounds suppress the copper oxidation reaction, they are excellent in preventing copper from dissolving and easily dissolve in solvents during exposure and development of the solder resist layer, so they are exposed to the solder pad openings. Does not remain on the pad of a conductor circuit that has been damaged. As a result, even if an opening is directly formed on the pad of the conductor circuit for the solder pad, the conduction is maintained without insulation between the conductor circuit and the hang knob, which is optimal. On the other hand, a barrier layer remains at the interface between the solder pad conductor circuit and the solder resist layer. As a result, the residual protective agent film may be oxidized and corroded by the moisture or air that penetrates from the solder resist layer and the solder pad under high temperature, high pressure and high humidity conditions. Deformation and deterioration can be prevented.
  • a method of applying a barrier layer it is performed by coating, spraying or immersing.
  • the immersion method which does not damage the roughened surface and can be applied evenly to the conductor circuit, is preferable.
  • the immersion is performed at a temperature of 20 to 60 ° C for a immersion time of 10 to 600 seconds in a bath having a depth such that all the conductor circuits of the printed wiring board can be immersed. Accordingly, a protection layer can be applied to the roughened surface of the conductor circuit of the printed wiring board.
  • such a protective layer may be formed by forming a solder resist layer, exposing the opening through exposure and development, and then removing the protective agent remaining in the opening by gas plasma. it can.
  • the processing method is as follows. A printed wiring board with openings for solder bumps formed by exposure and development is placed in a vacuumed apparatus, and oxygen or nitrogen, carbon dioxide, or carbon tetrafluoride plasma is released. Then, there may be mentioned a method of removing the residue of the protective agent in the opening, the residue of the solder resist layer, and the oxide film layer on the surface of the solder resist layer.
  • the optimal conditions for removing solder bump contamination and reducing mounting defects by plasma processing are: plasma emission of 500 to 100 W, gas supply of 100 to 500 sec./ M, The processing time is 1 to 15 minutes.
  • the plasma treatment By the plasma treatment, the residue of the gas barrier agent and the solder resist layer in the opening is surely removed, and the poor connection with the solder bump is eliminated. At the same time, by removing the oxide film layer on the surface of the solder resist layer, the wettability of the solder resist layer is not reduced, and defects in the subsequent plating and mounting steps can be prevented.
  • the roughened surface is coated with titanium, zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nickel, tin, and lead. At least one metal selected from the group consisting of It may be coated with a metal layer for a protection layer made of such a material.
  • the method of coating the protective metal layer can be plating (method selected from electrolytic plating, electroless plating, and replacement plating), vapor deposition, electrodeposition, and sputtering.
  • plating method selected from electrolytic plating, electroless plating, and replacement plating
  • vapor deposition vapor deposition, electrodeposition, and sputtering.
  • the metal layer for the protection layer is formed by the replacement plating
  • the metal layer for the protection layer is formed on the surface layer of the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad.
  • the thickness of the metal layer for a protection layer formed as a base of the protection layer according to the present invention is preferably in the range of 0.01 to 1 ⁇ m.
  • a particularly desirable range is a thickness of 0.03 to 5 ⁇ m. If the thickness is less than 0.01 m, the rough surface cannot be completely covered, and if it exceeds 1 zm, the metal to be coated enters between the roughened surfaces and offsets the roughened surface. Yes, may reduce adhesion.
  • the above-described protective layer is applied to the roughened surface coated with the protective layer metal layer.
  • a metal layer for a protective layer is free from deformation and alteration due to oxidation or the like of a rough surface due to a synergistic effect with the protective layer, so that adhesion and strength to the solder resist layer become uniform.
  • the shear strength of the solder bump is improved.
  • the shape of the roughened surface hardly deteriorates even under the conditions of high temperature, high pressure and high humidity in the reliability test, and the strength of the solder resist layer and the solder bump is improved.
  • the conductor circuit for the solder pad may be heat-treated within a temperature range of 50 to 250 ° C. .
  • the heat treatment conditions can be set in an appropriate range depending on the shape, thickness, and material of the roughened surface being formed, the composition and thickness of the metal layer for the heat protection layer covering the roughened surface, and the like. Such heat treatment evaporates excess components and residual components of the chemicals used to form the roughened surface, and makes the surface metal layer of the roughened surface and the metal state of the entire conductor circuit uniform. Layer ⁇ A metal layer for a protective layer is easily formed.
  • a solder resist layer can be formed on the roughened surface having a predetermined shape formed in this manner.
  • the thickness of the solder resist layer is 2 to 40 m is good. If it is too thin, the solder resist layer will not function as a solder dam.If it is too thick, it will be difficult to form openings for solder bumps, and it will come into contact with the solder and crack the solder. It is because it causes.
  • the solder resist layer can be formed from various resins. For example, it can be formed by curing a bisphenol A-type epoxy resin or its acrylate, or a novolak-type epoxy resin Jj or its acrylate with an amine-based curing agent dimidazole curing agent or the like.
  • solder resist layer when an opening is formed in a solder resist layer to form a solder bump, it is preferable to harden a novolak-type epoxy resin or its acrylate using an imidazonol hardener.
  • the solder resist layer made of such a resin has an advantage that the migration of lead (a phenomenon in which lead ions diffuse in the solder resist layer) is small.
  • a resin obtained by curing novolak epoxy resin acrylate with an imidazole curing agent it has excellent heat resistance and alkali resistance, does not deteriorate even at the temperature at which the solder melts (around 200 ° C), and has nickel plating and gold plating. Does not decompose with such strongly basic plating solutions.
  • the acrylate of the novolak type epoxy resin include epoxy resins obtained by reacting glycidyl ether of phenol novolak / cresol novolak with acrylic acid / methacrylic acid.
  • solder resist layer formed from the novolak epoxy resin acrylate is formed of a resin having a rigid skeleton, the solder resist layer easily peels off from the conductor circuit.
  • the roughened surface according to the present invention is advantageous because such peeling can be prevented.
  • the imidazo agent is liquid at 25 ° C. If it is liquid, it is easy to mix uniformly.
  • a curing agent examples include 1-benzyl-2-methylimidazole (product name: 1B2MZ), 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimigazole (product name: 2E4MZ-CN), and 4-methyl-2-ethylimidazole.
  • One product can be mentioned.
  • solder resist composition it is desirable that the resin and the curing agent are dissolved in a glycol ether-based solvent to prepare a solder resist composition.
  • a solder resist layer is formed from a composition having a high strength, free oxygen is not generated and the surface of the copper pad is not oxidized. Also, the human body It is also less harmful.
  • glycol ether solvent includes the following chemical formula 3:
  • DMDG diethylene glycol dimethyl ether
  • DMTG triethylene glycol dimethyl ether
  • the addition amount of the imidazole curing agent is preferably 1 to 10% by weight based on the total solid content of the solder resist composition. If the added amount is within this range, uniform mixing is easy.
  • compositions for solder resists various defoaming agents, leveling agents, initiators, photosensitizers, heat resistance, for improving base resistance and imparting flexibility.
  • a thermosetting resin, a photosensitive monomer for improving resolution, and the like can be added.
  • the leveling agent one composed of a polymer of an acrylate ester is preferable.
  • an initiator Irgacure I907 from Ciba-Geigy Ichi, and DETX-S from Nippon Kayaku as a photosensitizer are preferred.
  • a bisphenol-type epoxy resin can be used as the thermosetting resin.
  • This bisphenol-type epoxy resin includes bisphenol A-type epoxy resin and bisphenol F-type epoxy resin. The former is required when base resistance is important, and the latter is required when lower viscosity is required. The latter is preferred.
  • a polyacrylic monomer can be used as the photosensitive monomer. This is because polyacrylic monomers can improve the resolution.
  • polyvalent acryl-based monomers such as Nippon Kayaku's DPE-6A and Kyoeisha Chemical's R-604 can be used.
  • Dyes and pigments may be added to the solder resist composition. This is because the wiring pattern can be hidden.
  • Such dyes include phthalocyanine resins It is desirable to use
  • the composition for a solder resist preferably has a viscosity at 25 ° C. of 0.5 to 10 Pa ⁇ s, more preferably 1 to 10 Pa ⁇ s. This is because it is easy to apply with Rollco overnight.
  • An opening can be formed in the solder resist layer made of the composition by the exposure and development processes.
  • a wiring board having a conductor circuit serving as a solder pad formed on the surface of the board is manufactured.
  • a resin insulating substrate such as a glass epoxy substrate, a polyimide substrate, a bismaleide-triazine resin substrate, a ceramic substrate, a metal substrate, or the like can be used.
  • Such a wiring board may be a multilayer printed wiring board having a plurality of conductor circuits formed therein.
  • an adhesive layer made of an electroless plating adhesive is formed as an interlayer insulating resin layer on a lower conductive circuit provided on a substrate.
  • the surface of the adhesive layer is roughened to a roughened surface, a thin electroless plating is applied to the entire roughened surface, a plating resist is formed, and a thick electrolytic plating is applied to a portion where no plating resist is formed.
  • a plating resist is removed, and an etching process is performed to form a two-layer conductor circuit including an electrolytic plating film and an electroless plating film.
  • the conductor circuit preferably has a copper pattern.
  • An adhesive for electroless plating is obtained by dispersing a hardened and hardened resin particle soluble in an acid or an oxidizing agent in an uncured heat-resistant resin hardly soluble in an acid or an oxidizing agent.
  • Optimal. This is because such heat-resistant resin particles are dissolved and removed by treatment with an acid or an oxidizing agent to form a roughened surface composed of an octopus-shaped anchor on the surface.
  • the adhesive for electroless plating may be composed of two layers having different compositions.
  • the cured heat-resistant resin particles soluble in acid and oxidizing agent include (1) heat-resistant resin powder having an average particle diameter of 10 m or less, and (2) heat-resistant resin powder having an average particle diameter of 2 / m or less.
  • heat-resistant resin powder having an average particle size of 2 to 10 m and an average particle size of Mixture with heat-resistant resin powder of less than 2 m (4) Heat-resistant resin powder with average particle size of 2 m or less (5) heat-resistant resin powder with an average particle size of 0.1 to 0.8 m and heat-resistant resin with an average particle size of more than 0.8 / m and less than 2 m (6) It is desirable to use at least one kind of particles selected from the group consisting of heat-resistant resin powders having an average particle size of 0.1 to 1.0 ⁇ m. These form a more complex anchor. The roughened surface obtained by these particles can have a maximum roughness (Rmax) of 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the mixing ratio of the heat-resistant resin particles is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight, based on the solid content of the matrix composed of the ripening-resistant resin.
  • the heat-resistant resin particles are preferably made of amino resin (melamine resin, urea resin, guanamine resin, etc.), epoxy resin and the like.
  • the uncured heat-resistant resin hardly soluble in an acid or an oxidizing agent is preferably composed of a resin composite of a thermosetting resin and a thermoplastic resin or a resin composite of a photosensitive resin and a thermoplastic resin. This is because the former has high heat resistance, and the latter can form an opening for a via hole by photolithography.
  • Epoxy resins, phenol resins, polyimide resins, and the like can be used as such a curable resin.
  • a thermosetting group is subjected to an acrylate reaction with methacrylic acid, acrylic acid, or the like.
  • methacrylic acid acrylic acid, or the like.
  • a novolak type epoxy resin such as a phenol novolak type or a cresol novolak type, or an alicyclic epoxy resin modified with dicyclopentadiene can be used.
  • thermoplastic resin examples include polyether sulfone (PES), polysulfone (PSF), polyphenylene sulfone (PPS), polyphenylene sulfide (PPES), polyphenyl ether (PPE), and polyetherimide (PI). Can be used.
  • PES polyether sulfone
  • PPS polysulfone
  • PES polyphenylene sulfone
  • PPES polyphenylene sulfide
  • PPE polyphenyl ether
  • PI polyetherimide
  • thermosetting resin photosensitive resin
  • thermoplastic resin thermoplastic resin 95Z5-50. This is because high physical properties can be obtained without deteriorating heat resistance.
  • the adhesive for electroless plating is cured to form an interlayer insulating resin layer. On the other hand, an opening for forming a via hole can be provided in the interlayer resin layer.
  • the opening for forming the via hole is made by perforating using a laser beam or oxygen plasma if the resin matrices, knuckles, and resin of the electroless plating adhesive are thermosetting resin, and is a photosensitive resin. Is perforated by exposure and development processing. In the exposure and development process, a photomask (preferably a glass substrate) on which a circular pattern is drawn for via hole formation is placed after the circular pattern is placed on the photosensitive interlayer resin insulating layer so as to be in close contact with it. , Exposure and development.
  • the surface of the interlayer resin insulating layer (the adhesive layer for electroless plating) provided with openings for forming via holes is roughened.
  • the surface of the adhesive layer is roughened by dissolving and removing the heat-resistant resin particles present on the surface of the adhesive layer for electroless plating with an acid or an oxidizing agent. At this time, a roughened surface is formed on the interlayer resin insulating layer.
  • an inorganic acid such as phosphoric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid
  • an organic acid such as formic acid or acetic acid
  • the oxidizing agent it is desirable to use chromic acid, chromic sulfuric acid, or permanganate (such as potassium permanganate).
  • Such a roughened surface preferably has a maximum roughness (Rmax) of 0.1 to 20 / m. If the thickness is too thick, the layer itself is easily damaged and peeled off, and if it is too thin, the adhesion is reduced. In particular, in the semi-additive method, 0.1 to 5 m is preferable. This is because the electroless plating film is removed while maintaining the adhesion.
  • a catalyst nucleus is provided on the roughened interlayer resin insulating layer, and a thin electroless plating film is formed on the entire surface.
  • This electroless plating film has good electroless copper plating, and has a thickness of 1 to 5 / zm, more preferably 2 to 3 ⁇ m.
  • a liquid composition having a liquid composition adopted by a usual method can be used as the electroless copper plating liquid.
  • a liquid composition composed of copper sulfate: 10 g / L, EDTA: 50 g / L, sodium hydroxide: 10 gZL, 37% formaldehyde: 10 mL, (pH 11.5) is preferable.
  • a photosensitive resin film dry Film
  • a photomask preferably a glass substrate
  • a plating resist pattern drawn is placed in close contact with the photosensitive resin film, exposed, and developed to form a plating resist pattern.
  • an electroplating film is formed in a portion other than the non-conductor portion on the electroless copper plating film, and a conductor circuit and a conductor portion serving as a via hole are provided.
  • the electrolytic plating it is desirable to use electrolytic copper plating, and its thickness is preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • the electroless plating film is removed to obtain an independent conductive circuit and via hole consisting of two layers, the electroless plating film and the electrolytic plating film.
  • the catalyst nuclei on the rough surface exposed to the non-conductive portion are dissolved and removed using a mixed solution of chromic acid, sulfuric acid and hydrogen peroxide.
  • the roughened surface according to the present invention is formed on the conductor circuit serving as the surface solder pad.
  • a roughened surface is formed by the above-described method of spraying an etching solution comprising an aqueous solution of a cupric complex of an azole and an organic acid on the surface of a conductor circuit, and immersing the conductor circuit in the etching solution and bubbling.
  • the conductor circuit is preferably an electroless plating film or an electrolytic plating film. This is because it is difficult to form a roughened surface in a conductor circuit obtained by etching a thick copper foil.
  • the roughened surface thus formed can be further processed by an etching process, a polishing process, an oxidation process, an oxidation-reduction process, or the like, and can be covered with a plating film.
  • Such a roughened surface can be covered with a metal layer made of at least one metal selected from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, thallium, cobalt, nickel, tin, lead, bismuth and noble metals.
  • the coating method can be performed by plating (a method selected from electrolytic plating, electroless plating, and substitution plating), vapor deposition, electrodeposition, and spac.
  • the roughened surface on which the protection layer according to the present invention is provided is formed with a maximum height in the range of 0.5 to 10 m through an oxidation-reduction treatment, electroless plating, or etching treatment. In particular, it is better to form in the range of 1 to 5 m.
  • the surface can be formed by immersion in a plating solution made of copper-nickel-phosphorus.
  • a force for spraying an etching solution composed of an aqueous solution of a cupric complex of azoles and an organic acid on the surface of the conductor circuit, immersing the conductor circuit in the etching solution, and bubbling can be formed by the following method.
  • the roughened surface formed in this way has a protective surface made of at least one metal selected from the group consisting of titanium, zinc, iron, indium, talmium, covanolate, nickel, tin, lead, bismuth and precious metals.
  • Layer metal layer can be applied.
  • the treatment method is plating (a method selected from electrolytic plating, electroless plating, and displacement plating), vapor deposition, electrodeposition, and spacking.
  • an anti-corrosion layer can be provided on such a roughened surface or on the metal layer for a protection layer.
  • the protective layer is applied by applying a protective agent, spraying, or immersing the solder pad conductor circuit.
  • a method of immersion which does not damage the roughened surface for the heat-insulating layer and can apply the heat-insulating layer uniformly to the conductor circuit is preferable.
  • the roughened surface or the metal layer for the protection layer can be immersed to apply a protection layer to the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad or the metal layer for the protection layer on the roughened surface.
  • solder-resist layer as described above can be formed on a conductor circuit having a roughened surface that has been subjected to such processing.
  • Bisphenol F-type epoxy monomer manufactured by Yuka Seal, molecular weight 310, YL983U 100 parts by weight, average particle size 1.6 mm coated with silane coupling agent on the surface m of Si0 2 spherical particles (Admatechs Ltd., CRS 1101- CE, where the size of the maximum particle is not more than the thickness of the inner layer copper pattern to be described later (15 zm)) 170 parts by weight, Reperi ring agent (San Nopco Ltd., Perenol S 4) 1.5 parts by weight were stirred and mixed to adjust the viscosity of the mixture to 45,000-49, OOOcps at 23 ° C and 1 ° C.
  • Imidazole curing agent (2E4MZ-CN, Shikoku Chemicals) 6.5 parts by weight.
  • FIGS. 15 to 32 are longitudinal sectional views showing respective steps in a series of manufacturing steps for manufacturing an example of the printed wiring board according to the present invention.
  • the copper-clad laminate 6 is provided with a dolinole hole 7, subjected to an electroless plating process, and etched in a pattern to form inner layer on both sides of the substrate 6. Copper patterns (lower conductor circuit) 8 and through holes 9 were formed.
  • composition G and the curing agent composition H are mixed and kneaded to obtain a resin filler, and within 24 hours after preparation, the resin filler is used on both sides of the substrate 12 using a roll core.
  • the resin layers 13 and 14 were formed by filling between the conductor circuits 8 or in the through holes 9 and drying at 70 ° C. for 20 minutes.
  • the surface layer of the resin filler filled in the through holes 9 and the roughened surfaces 10 and 11 on the upper surface of the inner conductor circuit 8 are removed, and both surfaces of the board are smooth.
  • the resin layer 13 and the side surface of the inner conductor circuit 8 and the land surface of the through hole 9 are firmly adhered to each other through the roughened surfaces 10a and 11a.
  • the resin layer 14 are firmly adhered via the roughened surface 11a. That is, by this step, the surfaces of the resin layers 13 and 14 and the surface of the inner layer copper pattern 8 become the same plane.
  • the printed wiring board 15 on which the conductor circuit is formed is subjected to alkali degreasing and soft etching, followed by treatment with a catalyst solution comprising palladium chloride and an organic acid to provide a Pd catalyst and activate the catalyst.
  • a catalyst solution comprising palladium chloride and an organic acid to provide a Pd catalyst and activate the catalyst.
  • 3 X 1 0- 1 mol ZL, surfactant (Nisshin chemical industry Ltd., mono- Fi Ichiru 4 6 5) 1.
  • the interlayer resin insulating material (for lower layer) having a viscosity of 1.5 Pa * s obtained in the above (7) is applied to both surfaces of the substrate 18 of the above (6) by a roll coater within 24 hours after preparation. After leaving it in a horizontal state for 20 minutes, it is dried (prebaked) at 60 ° C for 30 minutes, and then the photosensitive adhesive having a viscosity of 7 Pa's obtained in the above (7) is obtained. Solution (for upper layer) within 24 hours after preparation And left for 20 minutes in a horizontal state, and then dried (pre-baked) at 60 ° C for 30 minutes to form an adhesive layer 19 with a thickness of 35 mm as shown in Fig. 19 Formed.
  • a photomask film 21 on which a black circle 20 of 85 / m0 is printed is brought into close contact with both surfaces of the substrate on which the adhesive layer 19 has been formed in the above (8), It exposed with 500MJZcni 2 by an ultrahigh pressure mercury lamp.
  • This substrate was spray-developed with a DMTG solution, exposed to 3000 mJ / cm 2 using an ultra-high pressure mercury lamp, and heated at 100 ° C for 1 hour, at 120 ° C for 1 hour, and then at 150 ° C for 3 hours (post heating).
  • the substrate on which the openings 22 are formed is immersed in chromic acid for 19 minutes to dissolve and remove the epoxy resin particles present on the surface of the interlayer resin insulation layer 19, thereby forming the interlayer resin insulation layer 19
  • the surface was roughened to form roughened surfaces 23 and 24 as shown in FIG. 22, and then immersed in a neutralizing solution (manufactured by Shipley) and then washed with water.
  • the surface 23 of the interlayer resin insulating layer 19 and the opening for the via hole are formed.
  • a catalyst core was attached to the inner wall surface 24.
  • the wiring board thus formed is immersed in an electroless copper plating water solution having the composition shown below, and as shown in Fig. 23, a 0.6 ⁇ m thick electroless copper A copper plating film 25 was formed.
  • a commercially available photosensitive dry film 27 on which a black circle 26 is printed is stuck on the electroless copper plating film 25 formed in (11) as shown in FIG. 24, and a mask is attached.
  • the wafer was mounted, exposed at 100 mJ / cm 2 , developed with 0.8% sodium carbonate, and provided with a plating resist 28 having a thickness of 15 ⁇ m as shown in FIG.
  • the surface of the conductor circuit was prepared using an etching solution consisting of 10 parts by weight of imidazole copper (II) complex, 7 parts by weight of glycolic acid, and 5 parts by weight of chloride chloride. Spray and send on a transport roll to etch As a result, a roughened surface 32 having a thickness of 3 m as shown in FIG. 28 was formed. No tin substitution was performed on the rough surface.
  • g was added to obtain a solder resist composition whose viscosity was adjusted to 2.0 Pa * s at 25 ° C.
  • the viscosity was measured using a rotor type 1 ⁇ 0.4 for a 60-111 type viscometer (Tokyo Keiki, DVL-B type) and a rotor No. 3 for a 6-rpm type.
  • this solder-resist composition 33 was applied to both sides of the multilayer wiring board obtained in the above (16) in a thickness of 20 ⁇ m.
  • a photomask having a thickness of 5 mm with a circular pattern (mask pattern) 34 drawn thereon film 35 is adhered to and mounted, exposed with ultraviolet rays of LOOOmJZcm 2, and DMTG development process.
  • heat treatment was performed at 80 ° C for 1 hour, at 100 ° C for 1 hour, at 120 ° C for 1 hour, and at 150 ° C for 3 hours, as shown in Fig. 31.
  • a solder resist layer (thickness 20 / zm) 38 was formed by opening the part 36 (including the via hole and its land part 37) (opening diameter: 200 m) to produce a printed wiring board.
  • the substrate on which the solder-resist layer 38 was formed was treated with an electroless nickel plating solution having a pH of 5 consisting of 30 g of nickel chloride, 10 gZL of sodium hypophosphite, and 10 gZL of sodium citrate. Immerse for a minute, and open as shown in Figure 32 A nickel plating layer 40 having a thickness of 5 m was formed on the parts 36 and 37. Further, the substrate was placed in an electroless plating solution composed of 2 g ZL of potassium potassium cyanide, 75 g ZL of ammonium chloride, 50 g / L of sodium citrate, and 10 g / L of sodium hypophosphite at 93 ° C. By dipping for 23 seconds under the condition of C, a gold plating layer 41 having a thickness of 0.03 ⁇ m was formed on the nickel plating layer 40.
  • solder paste is printed on the opening of the solder resist layer 38 by applying a riff at 200 ° C to form a solder bump (solder body) 42, and the solder bump 42 is formed.
  • a printed wiring board 43 having the same was manufactured.
  • a portion for normal wiring 75 m line width
  • a portion for fine wiring 50 m line width
  • the wiring density is further reduced (400 mm line width). (m intervals) and a portion with high wiring density (50 m intervals).
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of the printed wiring board 44 of this example.
  • This example is basically the same as Example 1, except that in step (17), the roughened surface of the surface conductor circuit (solder pad conductor circuit) is shown in FIGS. 9 to 12.
  • Example 2 Basically the same as Example 2, except that instead of a nickel layer by electroless plating, a tin layer by substitution plating was used as the metal layer covering the roughened surface of the conductor circuit for solder pads. .
  • the thickness of this tin layer was 0.33 m.
  • Example 2 Basically the same as in Example 2, but instead of the nickel layer by electroless plating, the sublayer by electroless plating is used as the metal layer covering the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad. Was used. The thickness of this zinc layer was 0.05 zm.
  • Example 5 Basically the same as in Example 2, but instead of a nickel layer formed by electroless plating, a metal layer formed by vapor deposition was used as a metal layer covering the roughened surface of the conductor circuit for solder pads. This metal layer was composed of iron and cobalt and had a thickness of 0.05 m.
  • the printed wiring board on which the surface conductive circuits 30 and 31 are formed is subjected to alkali degreasing and soft etching, followed by treatment with a catalyst solution comprising palladium chloride and an organic acid, P d the catalyst was applied, after the catalyst was activated, copper sulphate 3. 2 X 1 0 2 mol / L, nickel sulfate 3. 9 X 1 0 3 mol / L, Kuen acid sodium 5. 4 X 1 0 2 mol / L, sodium hypophosphite 3. 3 X 1 0- 'mole ZL, surfactant (Nisshin chemical industry Co., Sir feel 4 6 5) 1.
  • a protective layer 108 was applied on the roughened layer 39.
  • a protective agent 1,2,3 benzotriazole was used, and the roughened layer 39 was immersed in a liquid containing the protective agent at 15% by weight at a temperature of 45 ° C for 1 minute. Thereafter, the resultant was washed with water, and a protective layer 108 was provided on the roughened layer 39.
  • Solder-resist layer (thickness 20 ⁇ m) 38 was formed to produce a printed wiring board.
  • the remaining components of the solder resist and the solder resist layer in the opening were removed by oxygen plasma (Kyushu Matsushita Co., Ltd., plasma cleaning device, model number PC12F-G).
  • oxygen plasma Koreanu Matsushita Co., Ltd., plasma cleaning device, model number PC12F-G.
  • the plasma treatment the printed wiring board was placed in a vacuum state, and the plasma radiation amount was 100 W, the oxygen supply pressure was 0.4 MPa, the supply amount was 500 sec.ZM, and the processing time was 2 minutes. Using.
  • This printed wiring board is cut into pieces of an appropriate size by a device having a router, and then subjected to a checker process for inspecting the printed wiring board for short-circuit and disconnection, thereby obtaining a desired applicable printed wiring board.
  • a plasma treatment of oxygen, carbon tetrachloride, or the like may be applied as needed for a character printing process for forming a product recognition or a literary character or for modifying a solder resist layer.
  • Example 7 the roughened surface was formed by etching of 10 parts by weight of imidazole copper (II) complex, 7 parts by weight of glycolic acid, and 5 parts by weight of potassium chloride.
  • the solution was sprayed with MEC's product name “MEC Etch Bond” and etched by sending it on a transport roll to form a roughened surface with a thickness of 3 m.
  • MEC Etch Bond product name “MEC Etch Bond”
  • the same anti-icing agent as in Example 6 was sprayed at room temperature by a spray to provide an anti-corrosion layer on the roughened surface.
  • Example 8 Basically, it is the same as Example 6, but in Example 8, the oxidation bath (blackening bath) NaOH (lOg / L), NaC10 2 (40g / L), Na 3 using P0 4 the (6 g / L), as a reducing bath, NaOH (10g / L), was used NaBH 4 the (6 g / L) A roughened surface with a maximum height of 3 was formed by blackening-reduction treatment.
  • the oxidation bath NaOH (lOg / L), NaC10 2 (40g / L), Na 3 using P0 4 the (6 g / L), as a reducing bath, NaOH (10g / L), was used NaBH 4 the (6 g / L)
  • a roughened surface with a maximum height of 3 was formed by blackening-reduction treatment.
  • FIG. 35 is a longitudinal sectional view of the printed wiring board 46 of this example.
  • the tin layer 109 is formed to a thickness of 0.03 ⁇ m by forming the roughened layer 39, and then the tin layer 109 is formed in the same manner as in the sixth embodiment.
  • the tin layer 109 of the conductor circuit for the solder pad was immersed in a solution prepared by mixing 10% by weight of trinoletriazole as a fire retardant at a temperature of 50 ° C for 1 minute.
  • a protective layer 110 was provided on the tin layer 109.
  • Example 10 is basically the same as Example 6, except that an etching solution comprising 10 parts by weight of an imidazole copper (II) complex, 7 parts by weight of glycomonooleic acid, and 5 parts by weight of potassium chloride is used.
  • a spray was applied to the product under the trade name of “Mech Etch Bond” by Mec Co., Ltd., and a roughened surface with a maximum height of 3 ⁇ m was formed by etching by sending it through the transfer port c. On the roughened surface, a nickel layer having a thickness of 0.04 was formed by electroless plating.
  • the Nigel layer was heated to a temperature of 55 by adding a liquid containing 5% by weight of 1,2,3-benzotriazole and 5% by weight of tritriazole as a promotional agent.
  • the immersion time was 45 seconds to immerse, and a protective layer was applied on the roughened surface.
  • Example 1 Although basically the same as that of Example 6, Example 1 1, as the oxidation bath (blackening bath), NaOH (10g / L) , NaC10 2 (40g / L), Na 3 P0 4 (6 g / L) and a blackening-reduction treatment using NaOH (10 g / L), NaBH, (6 g / L) as a reducing bath to form a roughened surface having a maximum height of 3 zm.
  • a zinc layer is applied to a thickness of 0.05 ⁇ m by sputtering, and then, as a protective agent, 5% by weight of 2,3-benzotriazole and 5% by weight of trinole A solution containing 5% by weight of lyazol was sprayed on the zinc layer by spraying at room temperature to provide a protective layer on the roughened surface.
  • Comparative Example 1 Although basically the same as that in Example 1, Comparative Example 1, the surface layer of the conductor circuit, as an oxidation bath (blackening bath), NaOH (10g L), NaC10 2 (40g / L), Na 3 P0 4 (6 g / L), and a roughened surface was formed by blackening-reduction treatment using NaOH (10 g / L) and NaBH 4 (6 g / L) as a reducing bath.
  • the surface layer of the conductor circuit a copper sulfate 3. 2 X 1 0- 2 mol ZL, nickel sulfate 3. 9 X 1 0- 3 mol ZL, complexing agent 5. 4 X 1 0- 2 mol ZL, sodium hypophosphite 3.
  • Example 6 Basically, it is the same as Example 6, but in Comparative Example 5, the roughened surface was not coated with the anti-yassing agent.
  • the roughened surface was formed by an etching solution consisting of 10 parts by weight of imidazole copper (II) complex, 7 parts by weight of glycolic acid, and 5 parts by weight of potassium chloride.
  • a spray was applied to the product under the trade name of “Mech Etch Bond” by Mec Co., Ltd., and it was etched by being sent by a transport roll to form a roughened surface having a thickness of 3 // m. No protective agent was applied to the roughened surface.
  • Example 1 For the printed circuit boards manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the strength of the solder resist layer was tested after the formation of the solder resist layer and after the reliability test (heat cycle condition). In addition, the presence or absence of connection failure between the conductor circuits was compared between the sparse and dense wiring densities, and the remaining organic residue at the bottom of the opening was confirmed. Table 1 shows the results. (Table 1) Evaluation results of Examples and Comparative Examples
  • solder resist layer was examined under a microscope (X50),
  • solder bump formation and reliability test heat cycle conditions
  • the solder resist layer and solder bumps were inspected for peeling and cracks. Then, the shear strength of the solder bump was determined by SiJ, and a continuity test was performed with a checker to determine the presence or absence of disconnection or short circuit. Table 2 shows the results.
  • * 4 Attach the tip of Plutes to the solder bump and pull it vertically, and read the value of the pull tester when the solder bump was removed.
  • the printed wiring board of Example 25 was different from the printed wiring boards of Comparative Examples 3 and 4 in that both the solder resist layer and the solder bumps were free from peeling and cracking, and the continuity test was performed. Excellent solder bump shear strength. Also, after the reliability test, the strength of the solder resist layer and the solder bumps was sufficiently maintained, and there was no disconnection or short circuit.
  • Example 6 For the printed circuit boards manufactured in Example 1 and Comparative Examples 5 and 6, After the bumps are formed and after a reliability test (heat cycle conditions: 120 ° C-20 ° C repetition for 100 hours), the solder resist layer and solder bumps are inspected for peeling and cracks. The shear strength was measured, and a continuity test was performed with a checker to determine whether there was a disconnection or short circuit. The results are shown in Tables 3 and 4.
  • the cycle was measured after 100 cycles.
  • the printed wiring board of Example 6 11 was different from Comparative Examples 5 and 6 in that there were no solder resist layer and solder bumps, no cracks, and no continuity test. And solder bar The pump had excellent shear strength. Further, even after the reliability test, the strength of the solder resist layer and the solder bump was sufficiently maintained, and there was no disconnection or short circuit.
  • the roughened surface of the predetermined shape is formed on the surface of the conductor circuit for the solder pad, and the solder resist layer is firmly adhered through the roughened surface.
  • the solder resist layer is removed at the solder bump formation area and the contact area between the conductor circuit and the solder-resist layer is reduced, or when the conductor circuit is made of fine wiring, the wiring density is low. Even in this state, sufficient adhesion between the conductor circuit and the solder resist layer can be ensured.
  • the printed wiring board of the present invention no solder resist resin remains on the roughened surface exposed at the opening for forming the solder bump, the adhesiveness to the metal under the bump is excellent, and the solder bump forming portion is formed. Do not cause poor conduction to the bow.
  • the printed wiring board of the present invention has a shape and strength excellent in adhesion to a solder resist layer and adhesion to a metal under a bump by covering a roughened surface of a conductor circuit for a solder pad with a metal layer. Since the solder bumps are held, the strength of the solder bumps is significantly increased, and the solder bumps can be prevented from falling off.
  • the roughened surface of the conductor circuit for solder pads is protected by the protective layer, the deterioration of the conductor circuit for solder pads is prevented, and the solder resist layer and the solder pad Since the surface of the roughened surface has excellent adhesion to the solder resist layer, it is possible to improve the adhesion between the solder resist conductive layer and the solder resist layer, which are miniaturized and have poor wiring conditions. Even in the solder bump forming portion exposed to high pressure, the conductive circuit and the solder-resist layer are firmly adhered and do not separate from each other, and do not cause conduction failure in the solder bump forming portion.
  • the roughened surface of the conductor circuit for the solder pad is covered with the metal layer for the protection layer made of a predetermined metal, and protected by the protection layer. Therefore, even if a solder pad is applied by opening a part of the solder resist layer, the surface of the solder pad conductor circuit maintains a shape with excellent adhesion to the solder pad. Since the resin derived from the solder resist layer does not remain, the conductor circuit for the solder pad and the solder resist layer and the conductor circuit for the solder pad and the solder pad Adhesion and strength are improved, and a solder bump force with excellent adhesion to the metal under the bump is formed.

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Description

明 細 書 プリン卜配線板及びその製造方法
技術分野
本発明は、 プリント配線板に関し、 特に、 はんだパッ ド用導体回路とソルダー レジスト層及びはんだバンプとの密着性、 強度を向上させたプリント配線板及び その製造方法に関するものである。
背景技術
近年、 多層配線板の高密度化という要請から、 いわゆるビルドアップ多層配線 基板が注目されている。 このビルドアップ多層配線基板は、 例えば、 特公平 4一 5 5 5 5 5号公報に開示されているような方法により製造される。
この方法によれば、 感光性の無電解めつき用接着剤からなる絶縁材をコア基板 上に塗布し、 これを乾燥させた後、 露光現像することにより、 バイァホール用開 口を有する層間絶縁樹脂層を形成する。 次に、 この層間絶縁樹脂層の表面を酸化 剤等による処理にて粗ィヒした後、 その粗化面にめっきレジストを設け、 レジスト 非形成部に無電解めつきを施し、 バイァホ一ルを含む 2層の導体回路ノ、。ターンを 形成する。 かかる工程を複数回繰り返すことで、 多層化したビルドアップ配線基 板が得られる。
かかるプリント配線板は、 その表層のはんだパッ ド用導体回路にはんだバンプ が設けられ、 このはんだバンプを介して、 I Cチップと接続される。 この際、 か 力、るプリント配線板には、 表層のはんたパッ ド用導体回路を保護し、 はんだバン プが互いに融着しないように、 ソルダーレジスト層が設けられる。
また、 かかるプリント配線板は、 かかるはんだパッ ド用導体回路とソルダーレ ジスト層との密着を高めるため、 はんだパッ ド用導体回路の表面が粗化処理され る。 かかる導体回路の粗化処理には、 黒化一還元処理、 硫酸一過酸化水素による エッチング、 銅—ニッケル—リン針状合金めつき等が用いられている。
解決しょうとする課題
近年、 プリント配線板の回路ノ ターンとして、 微細配線を用し、る技術が注目さ れている。 力、かる微細配線によって、 導体回路を高密度化できるからである。 し力、しな力くら、 微細化された導体回路では、 導体回路とソルダ一レジスト層と の接触面積が著しく少なくなり、 導体回路とソルダーレジスト層との密着性が低 下する。 特に、 プリント配線板の表層において、 かかる導体回路が疎の状態で設 けられる場合には、 導体回路とソルダーレジスト層との密着性がより一層低下す る。
また、 かかる微細化されたはんだパッ ド用導体回路では、 はんだバンプの強度 が保持し難く、 はんだバンプが脱落すること力くある。
さらに、 本発明者は、 微細化された導体回路に施された粗化面は、 酸化や腐食 等によって変質が起きたりした場合、 ソルダーレジスト層の密着性が著しく低下 することを解明した。 特に、 プリント配線板の表層において、 かかる導体回路が 疎の状態で設けられる場合には、 はんだパッ ド用導体回路とソルダーレジスト層 との密着性がより一層低下する。
本発明は、 微細化されたはんだパッ ド用導体回路とソルダ一レジスト層との密 着性を高め、 はんだバンプ形成部においても、 かかる導体回路とソルダーレジス ト層とが強固に密着して剝離せず、 はんだパッ ド形成部に導通不良を引き起こさ ないプリント配線板を得ることを目的とする。
また、 本発明は、 はんだパッ ド用導体回路とはんだバンプとの密着部の強度を 高 、状態で保持することができ、 はんだノ ンプの脱落を防止することができるプ リント配線板を得ることを目的とする。
発明の開示
本発明は、 はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上のソルダ —レジス卜層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレ ジスト層に形成されているプリント配線板において、 前記はんだパッ ド用導体回 路が、 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処理された粗化面 を有しており、 前記ソルダーレジスト層が前記粗化面上に設けられている、 プリ ン卜配線板に係るものである。
また、 本発明は、 導体回路と前記導体回路上のソルダ一レジスト層とを備えて おり、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダ一レジス卜層に形成されてい るプリント配線板において、 前記導体回路が粗化面を有しており、 前記粗化面が 複数の錨状部と窪み部と稜線とを有し、 前記錨状部と前記窪み部と前記稜線とが 分散形成されてなり、 隣り合う前記錨状部が前記稜線によつて繋がつてなるとと もに、 前記窪み部が、 前記錨状部と前記稜線とによって囲まれてなり、 前記ソル ダーレジス卜層が前記粗化面上に設けられている、 プリント配線板に係るもので ある。
さらに、 本発明は、 はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上 のソルダ一レジスト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソ ルダーレジスト層に形成されているプリント配線板において、 前記はんだパッ ド 用導体回路が、 第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によつて処理され た粗化面を有しており、 前記粗化面が、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリゥ ム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれ る少なくとも 1種の金属の金属層によって被覆されており、 前記ソルダ一レジス 卜層が前記金属層上に設けられている、 プリント配線板とその製造方法に係るも のである。
また、 本発明は、 はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上の ソルダーレジスト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソル ダーレジスト層に形成されているプリント配線板において、 前記はんだパッド用 導体回路が粗化面を有しており、 前記粗ィヒ面が複数の錨状部と窪み部と稜線とを 有し、 前記錨状部と前記窪み部と前記稜線とが分散形成されてなり、 隣り合う前 記錨状部が前記稜線によって繫がってなるとともに、 前記窪み部が、 前記錨状部 と前記稜線とによって囲まれてなり、 前記粗化面が、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジ ゥム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる 群より選ばれる少なくとも 1種の金属の金属層によって被覆されており、 前記ソ ルダーレジスト層が前記金属層上に設けられている、 プリント配線板に係るもの である。
さらに、 本発明は、 はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上 のソルダーレジスト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソ ルダーレジスト層に形成されているプリン卜配線板において、 前記はんだパッ ド 用導体回路が粗化面を有しており、 前記はんだパッ ド用導体回路上に防婧層が設 けられており、 前記防銪層上に前記ソルダ一レジスト層が設けられている、 プリ ン卜配線板及びその製造方法に係るものである。
また、 本発明は、 はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上の ソルダーレジスト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソル ダーレジス卜層に形成されているプリント配線板において、 前記はんだパッ ド用 導体回路が粗化面を有しており、 前記粗化面上に、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジゥ ム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群 より選ばれる少なくとも 1種の金属からなる防銪層用金属層が設けられており、 前記防銷層用金属層上に防銪層が設けられており、 前記防锖層上に前記ソルダー レジスト層が設けられている、 プリント配線板及びその製造方法に係るものであ る。
本発明者は、 多層プリント配線板の表層とソルダーレジスト層との密着性及び 強度、 並びに、 多層プリント配線板の表層とはんだパッ ドとの密着性及び強度を 改善するために、 はんだパッ ド用導体回路表面の粗ィ匕方法を種々検討した。 特に、 本発明者は、 5 0 /z m以下の微細配線で形成された導体回路とソルダーレジスト 層との密着性及び強度、 並びにかかる導体回路とはんだバンプとの密着性及び強 度を高めたいという要望に対して、 特に、 信頼性試験後のはんだパッ ド、 はんだ バンプの剥れ、 脱落を防止するために、 密着強度を向上させたいという要望に対 して、 黒化一還元処理、 硫酸一過酸化水素等によるエッチング処理及び銅—ニッ ケルーリン針状合金めつき等の処理方法を検討した。
その結果、 意外にも、 黒化一還元処理や硫酸一過酸化水素等によるエッチング 処理等は、 微細配線のはんだパッ ド用導体回路の粗化処理としては不適切なこと が判明した。 黒化一還元処理や硫酸一過酸化水素のェッチング処理では、 5 0 m以下の微細配線を用い、 配線密度を疎にした場合、 粗化面に形成される凸部に よって、 導体回路とソルダ一レジスト層との接地面積が小さくなり、 ソルダーレ ジスト層の密着力が向上できないことを知見した。 特に、 ヒートサイクル条件下 において、 配線密度が疎の部分で、 ソルダーレジスト層が剥がれることがわかつ た。 それに、 黒化一還元処理等では、 はんだパッ ド内で貴金属層が剥離したり、 クラックが起きたりして、 はんだバンプの脱落を誘発したりした。 また、 銅一ニッケル一リン針状合金めつきによる粗化層形成は、 導体回路とソ ルダーレジスト層との密着性に優れており、 5 O ^ m以下の微細配線、 特に、 力、 かる配線からなる疎の部分でも、 十分な密着力を示すことがわかった。 しかし、 かかる粗化層は、 めっきで形成するため、 微細配線の密度が高くなると、 析出し た針状合金が層間絶縁層上で伸び、 導体回路同士を接続してしまい、 ショートを 引き起こすことがわかった。
銅—ニッケルーリン針状合金めつきによる粗化層形成では、 針状合金の伸びに よる析出異常を防止するために、 めっき液の厳重な管理、 制御が必要となる。 また、 樹脂から形成されたソルダ一レジスト層は、 はんだバンプ形成部におい て、 露光や現像を経て、 除去される。 この時、 銅—ニッケル—リン針状合金によ る粗化層では、 針状突起同士が密集しているため、 突起と突起の間が狭く、 露光 や現像を経てソルダーレジスト層を除去し、 はんだバンプ形成部を設ける場合、 開口部で現像液や樹脂残りを除去する酸化剤溶液やアル力リ溶液が流れず、 樹脂 が突起間に残存して、 開口部底部にソルダーレジスト樹脂の有機物残さを残すこ とが見出された。 かかる有機物残さは、 開口部のはんだパッ ド用導体回路とバン プ下金属との間に、 導通不良や断線を引き起こすことがあった。 それに、 かかる 有機物残さは、 はんだパッ ド内の貴金属層を未形成にしたり、 形成不具合を生じ させることによって、 はんだ 、°ッ ドとはんだ ッド用導体回路との間の強度低下 をもたらした。
このような知見の下、 本発明者は、 他の粗化処理について鋭意研究した。 その 結果、 第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液を用いて、 導体回路の表面 を処理することで形成した粗化面が、 ソルダーレジスト樹脂との密着性や、 バン プ下金属との密着性に優れており はんだ <ンプを形成するのに極めて適して ることを突き止め、 本発明を完成するに至った。
本発明のプリント配線板は、 かかるエッチング液によって形成されるような、 所定の粗面形状の粗化面を導体回路上に有しており、 かかる粗化面を介して、 ソ ルダーレジス卜層が設けられている。 かかる粗化面は、 5 0 m以下の微細配線 力、らなる配線密度が高い導体回路上にも、 銅一ニッケルーリン針状合金めつきの ような導通不良を引き起こすことなく形成することができる。 また、 かかる粗化面は、 ソルダーレジスト層との密着性に優れ、 はんだバンプ 形成部でソルダ一レジスト層が除去されて、 導体回路とソルダーレジス卜層との 接触面積が少なくなつた場合や、 微細配線からなる配線密度が疎の状態のプリン ト配線板でも、 導体回路とソルダーレジスト層との十分な密着性を確保すること ができる。
さらに、 かかる粗化面は、 ソルダーレジスト層が除去されて、 はんだバンプ形 成用の開口部が設けられる際、 粗化面上に樹脂残さが少なく、 バンプ下金属との 密着性に優れ、 はんだバンプ形成部に導通不良を引き起こさない。
一方、 本発明者は、 はんだバンプの強度を高めるため、 かかるはんだパッド用 導体回路の粗化面を更に詳細に検討した。
その結果、 本発明者は、 かかる粗化面が、 酸化や腐食等によって著しく劣化す ることを見出した。 本発明者の研究によれば、 かかる粗化面の劣化が起こると、 表面の凹凸部の強度が著しく低下し、 酸やアル力リ等の溶剤によって凹凸部が溶 解してしまうことが分かった。 かかる粗化面の劣化は、 ソルダ一レジスト層と粗 化面との間や、 粗化面とバンプ下金属との間の密着強度を著しく弱め、 剝離させ た。
かかる知見の下、 本発明者は、 ソルダーレジスト層と粗化面との間や、 粗化面 とバンプ下金属との間の密着強度を高め、 剝離を防止するため、 かかる粗化面の 処理について鋭意研究した。
その結果、 本発明者は、 かかる粗化面に、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タ リウム、 コバノレト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選 ばれる少なくとも 1種の金属の金属層を被覆し、 その金属層上にソルダーレジス 卜層を設けることによって製造されるプリント配線板が、 はんだバンプの強度を 著しく高めることを突き止め、 本発明を完成させるに至った。
本発明では、 かかる金属層は、 粗化面の酸化、 腐食等を防止し、 粗化面の表面 劣化を防止する。 また、 本発明では、 かかる金属層は、 粗化面の凹凸部を酸ゃァ ルカリ等の溶剤から守り、 粗化面をかかる溶剤に浸潰した際にも、 粗化面の凹凸 部が溶解されてしまうのを防ぐ。
本発明によれば、 かかる金属層が粗化面の強度低下を防止し、 かかる金属層に よって被覆された粗化面は、 形状や強度が保持されるため、 粗化面とソルダーレ ジス卜層の剥離や、 はんだパッ ド内の金属層の未形成及び形成不良をなくすこと ができる。
かかる金属層を被覆した粗化面は、 金属層を被覆していない粗化面上にソルダ 一レジスト層及びはんだバンプを施したものより、 粗化面の表面劣化がなく、 粗 化面の形状が均一になり、 酸化や薬品による粗化面の溶解を防止することができ る。
力、かる粗ィ匕面を有するプリント配線板においては、 はんだパッ ド用導体回路と はんだバンプとの密着強度が著しく向上する。 例えば、 はんだバンプは、 シェア 一強度で少なくとも 1 0 %は向上する。 また、 信頼性試験を行ってもソルダーレ ジスト層の剥離や金属層の剝離、 クラックがなく、 はんだバンプの脱落も発生し ない。
本発明のプリント配線板は、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面が金属層で被覆 されることによって、 ソルダーレジス卜層との密着性やバンプ下金属との密着性 に優れた形状及び強度が保持されて 、るので、 はんだバンプの強度が著しく高ま り、 はんだバンプの脱落を防止することができる。
また、 本発明者は、 鋭意研究した結果、 微細化されたはんだパッ ド用導体回路 に施された粗化面に、 酸化や腐食等によって変質が起き、 これが黒化一還元処理 や硫酸一過酸化水素のェッチング処理等で形成したはんだパッ ド用導体回路とソ ルダーレジスト層との間の密着性を著しく低下させていることを解明した。 ソル ダーレジスト樹脂をはんだパッ ド用導体回路上に塗布する際、 変質した導体回路 だと、 ソルダーレジス卜樹脂の濡れ性が異なるために、 導体回路とソルダーレジ スト層との接触面におけるソルダーレジスト層の密着性が低下するのである。 ま た、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面上に設けたソルダーレジスト層を開口する 際にも、 導体回路が変質しているため、 露出によって導体回路が溶解してしまい 、 はんだ ッ ド用導体回路とはんだ/、°ッ ドとの密着性が低下し、 はんだ くンプの 強度が低下する。
このような知見の下、 本発明者は、 はんだパッ ド用導体回路の変質を抑制する ため、 種々の手段を検討した。 その結果、 はんだパッ ド用導体回路に粗化面を形 成した後、 この導体回路上に防錡層を設け、 その上にソルダーレジスト層を形成 させて、 はんだパッ ド用開口を形成した場合、 はんだパッ ド用導体回路が変質す るのを防止することができ、 ソルダーレジスト層との接触面や開口面の導体回路 の粗面の形状が保持され、 そのために、 はんだパッド用導体回路とソルダーレジ スト層との間及びはんだパッ ド用導体回路とはんだパツ ドとの間の密着性が保持 され、 ソルダ一レジス卜層やはんだバンプの強度が高められることを突き止め、 本発明に到達した。
本発明によれば、 粗ィヒ面上に防锖層を設けることにより、 粗化面の表層及びは んだパッド用導体回路全体の金属状態が、 酸化や腐食等によって変質するのを防 止することができ、 ソルダ一レジスト層形成の際、 はんだパッ ド用導体回路の濡 れ性に違いがなくなり、 濡れ性の相違から起こるはんだパッド用導体回路とソル ダーレジス卜層との間の剝離がなくなる。
また、 本発明によれば、 はんだパッ ド用導体回路上の防锖層が導体回路の変質 を防ぐため、 ソルダ一レジスト層にはんだパッド用開口を形成しても、 導体回路 の溶出がなくなり、 はんだパッ ドとの密着性が極めてよい粗化面を保持すること ができる。
—方、 本発明者は、 更にはんだパッ ドの強度を向上させるため、 種々の処理手 段を検討した。
その結果、 本発明者は、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面上に、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金 属からなる群より選ばれる少なくとも 1種の金属からなる防锖層用金属層を設け、 かかる防銪層用金属層上に防锖層を設けて、 防銷層上にソルダ一レジスト層を設 け、 はんだ体を設けるための開口部を形成したプリント酉己線板が、 ソルダーレジ スト層及びはんだパッ ドとの密着性に優れた粗化面の形状を保持することに加え、 開口部に露出した粗化面上で、 はんだパッ ドの強度が向上されることを突き止め、 本発明を完成するに至った。
かかる防靖層用金属層を被覆された粗化面は、 酸化、 腐食等による粗化面の劣 化を防止したり、 酸やアルカリ溶液の浸漬の際に凹凸面の溶解を防止できる。 そ れによって、 形成された粗化面が、 均一の形状で、 強度が保持されるために、 ソ ルダーレジスト層の剥離やはんだパッ ド内の金属層の未形成をなく し、 はんだバ ンプの脱落を防止することができる。
また、 かかる粗化面は、 ソルダーレジスト層の開口部形成の際の樹脂残りによ る導通不良も発生しないことが分かった。 防銪層用金属層を被覆させることによ り変質がなくなり、 粗面上の濡れ性が均一になって、 樹脂由来の有機残さが残ら ないからである。
また、 かかる粗化面は、 ソルダーレジス卜層が除去されて、 はんだバンプ形成 用の開口部が設けられる際、 粗化面上に樹脂残さがなく、 バンプ下金属との密着 性に優れ、 はんだ ンプ形成部に導通不良を引き起こさない。
さらに、 力、かる防锖層用金属層を被覆した粗化面は、 防錡層用金属層を被覆し ていない粗化面上にソルダーレジスト層及びはんだバンプを施したものより、 粗 化面の形状が均一に保持され、 ソルダーレジス卜層及びはんだ体との密着性力保 持されて、 得られるはんだバンプの強度が向上し、 それにより、 酸化や薬品によ る溶解を防止できるので、 はんだバンプは、 シヱァ一強度で少なくとも 1 0 %向 上されることが分かった。 また、 かかるはんだバンプは、 信頼性試験を行っても、 ソルダーレジスト層の剥離や金属層の剥離、 クラックがなく、 脱落も発生しない。 本発明のプリント配線板では、 防銪層により、 粗化面に残留した水分や余剰の 薬品が追い出されるために、 信頼性試験後でもソルダーレジスト層の膨れゃ剝が れが起らないために、 接続信頼が向上する。 特に、 エッチングで粗化面を形成し たものの凹部には、 残留した水分が残り易く、 熱処理でも追い出し難いため、 本 発明にかかる防锖層は有効である。
本発明のプリント配線板は、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面が、 防锖層によ つて保護されており、 はんだパッ ド用導体回路の変質が防止され、 ソルダーレジ スト層及びはんだパッ ドと密着性に優れた粗ィヒ面形状が保持されているため、 微 細化され、 配線状態が疎に形成されるはんだパッ ド用導体回路とソルダーレジス ト層との密着性を高められ、 はんだバンプ形成部においても、 かかる導体回路と ソルダーレジス卜層とが強固に密着して剝離せず、 はんだバンプ形成部に導通不 良を起こさない。
また、 本発明のプリント配線板は、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面が、 所定 の金属によって被覆され、 防銪層によって保護されているため、 ソルダーレジス ト層の一部を開口してはんだパッ ドを施しても、 はんだパッ ド用導体回路の表面 力 はんだパッドとの密着性に優れた形状を保持しているとともに、 ソルダーレ ジスト層由来の樹脂が残らないので、 はんだパッ ド用導体回路とソルダーレジス ト層及びはんだパッ ド用導体回路とはんだパッ ドの密着性や強度が向上されて、
'くンプ下金属との密着性に優れたはんだ ンプが形成される。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明にかかる一例の粗化面の図面代用写真である。
図 2は、 本発明にかかる他の例の粗化面の図面代用写真である。
図 3は、 本発明にかかる更に他の例の粗化面の図面代用写真である。
図 4は、 本発明にかかる粗化面の摸式図である。
図 5は、 本発明にかかる粗化面の摸式図である。
図 6は、 本発明にかかる粗化面の摸式図である。
図 7は、 本発明にかかる粗化面の摸式図である。
図 8は、 本発明にかかる粗化面の摸式図である。
図 9は、 本発明にかかる他の粗化面の断面図である。
図 1 0は、 本発明にかかる他の粗化面の断面図である。
図 1 1は、 本発明にかかる他の粗化面の断面図である。
図 1 2は、 本発明にかかる他の粗化面の断面図である。
図 1 3は、 本発明にかかる防靖層を設ける一例の粗化面の断面図である。 図 1 4は、 本発明にかかる防锖層を設ける他の例の粗化面の断面図である。 図 1 5は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 1 6は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 1 7は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 1 8は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 1 9は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 2 0は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 2 1は、 本発明の一例の多層プリント酉己線板の製造工程図である。
図 2 2は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。 図 2 3は、 本発明の一例の多層プリン卜配線板の製造工程図である。
図 2 4は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 2 5は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 2 6は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 2 7は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 2 8は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 2 9は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 3 0は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 3 1は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 3 2は、 本発明の一例の多層プリント配線板の製造工程図である。
図 3 3は、 本発明の他の例の多層プリント配線板の断面図である。
図 3 4は、 本発明の更に他の例の多層プリント配線板の断面図である。
図 3 5は、 本発明の更に他の例の多層プリン卜配線板の断面図である。
図 3 6は、 針状合金からなる粗化層の図面代用写真である。
発明を実施するための最良の形態
図面を参照して、 本発明を詳細に説明する。
本発明にかかるエッチング液によりはんだパッド用導体回路を処理すると、 そ の表面は、 針状合金めつきとは異なり、 図 1〜8に示すような錨状部を有する粗 化面となる。 図 1は、 本発明にかかる一例の粗化面の図面代用写真である。 この 写真は、 電子顕微鏡下において、 粗化面を斜めから撮影したものである。 図 2は、 本発明にかかる他の例の粗化面の図面代用写真である。 この写真も、 図 1の写真 と同様に撮影したものであるが、 倍率を高めたものである。 図 3は、 本発明にか かる更に他の例の粗化面の図面代用写真である。 この写真は、 図 2と同様の倍率 で、 粗化面を電子顕微鏡下に真上から撮影したものである。
本発明のプリント配線板では、 この電子顕微鏡写真が示すようなはんだパッ ド 用導体回路の粗化面を介して、 かかる導体回路上にソルダーレジス卜層が設けら れている。
図 4 ~ 8は、 かかる粗化面の摸式図である。 図 4は、 平面図、 図 5は、 図 4の A— A線で切断した縦断面図、 図 6は、 錨状部と窪み部との間で切断した縦断面 図、 図 7は、 錨状部の間の稜線を示す縦断面図、 図 8は、 稜線と窪み部との間で 切断した縦断面図である。
図 4及び 5に示すように、 本発明にかかる粗ィヒ面は、 複数の錨状部 1と複数の 窪み部 2と複数の稜線 3とを有しており、 錨状部 1と窪み部 2と稜線 3とが分散 している。 錨状部 1とその隣りの錨状部 1との間には、 図 6に示すような窪み部 2力形成されている。 また、 錨状部 1とその隣りの錨状部 1とは、 図 7に示すよ うに、 稜線 3によって互いに繫がっている。 窪み部 2は、 図 6と図 8に示すよう に、 錨状部 1と 3とによって囲まれている。
比較のため、 図 3 2に、 めっきにより形成された、 従来の針状合金からなる粗 化層の図面代用写真を示す。 この電子顕微鏡写真に示す粗化層では、 針状合金同 士が重なり、 針状合金間に空間が形成されている。 かかる C u— N i _ Pからな る針状合金構造は、 針状突起同士が密集しているため、 突起と突起の間が狭く、 現像液や樹脂残りを除去する酸化剤溶液が流れず、 また、 樹脂が突起間に残存し て樹脂残りの原因となる。
一方、 本発明にかかる粗面形状は、 最も高い部分に錨状部を有し、 この錨状部 の周囲の最も低 、部分に窪み部が形成されており、 錨状部とその隣りの錨状部と は、 これらの錨状部よりも低く、 窪み部よりも高い稜線によって繋がっており、 複雑な凹凸形状を呈する。 かかる複雑な凹凸形状の粗化面は、 錨状部がソルダー レジスト層に食い込み、 導体回路とソルダーレジスト層とを強固に密着させ、 は んだバンプ形成部において、 特に、 微細配線からなる配線密度が疎の状態の場合 でも、 導体回路とソルダ一レジスト層との間に剥がれを起こさない。 また、 力、力、 る粗化面は、 めっき液との親和性に優れ、 めっきが粗化面の窪み部に浸入して、 粗化面の錨状部につきまわるため、 錨状部がバンプ下金属に食い込み、 導体回路 とはんだ ノブとの密着性を低下させな 、。
また、 かかる粗化面では、 各錨状部は密集していない。 また、 各錨状部を連結 する稜線は、 樹脂の流れを妨げないような形状を有している。 このため、 かかる 粗化面では、 窪み部間や錨状部間を、 現像液や樹脂残りを除去する酸化剤溶液が 流れ易く、 ソルダーレジスト樹脂が溜まり難い。 このため、 本発明にかかる粗化 面は、 現像処理後の樹脂残りがなく、 バンプ下金属との密着性に優れている。 このように、 本発明にかかる粗化面は、 導体回路とソルダーレジスト層との密 着性や、 導体回路とバンプ下金属との密着性を維持しつつ、 現像処理後の樹脂残 りを防止するのに最適な形状を有する。
本発明にかかる粗化面は、 例えば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、 導体回路表面の金属結晶粒子を脱落させることで形成することがで きる。 かかる粗化面では、 金属結晶粒子が大きく脱落した部分で、 窪み部 (凹部) 力《形成される。 かかる窪み部は、 金属結晶粒子に由来する略多面体形の物質力抉 り取られたような形状で形成することができる。 本発明では、 略多面体形とは、 三面体、 四面体、 五面体、 六面体等の多面体やこれらの多面体を二種以上組み合 わせた多面体の形状をいう。 かかる窪み部は、 現像処理後の樹脂残りを防止する ことができる。
また、 かかる粗化面の錨状部は、 この錨状部の周囲の金属結晶粒子を脱落させ ることで形成することができる。 このようにして形成した錨状部は、 角張った凸 部から構成され、 窪み部に囲まれており、 互いに重なり合うことがない。 かかる 複雑な凹凸形状を有する粗化面は、 ソルダーレジスト樹脂やバンプ下金属との密 着性を維持しつつ、 現像処理後の樹脂残りを防止することができる。
更に、 かかる粗化面には、 隣り合う金属結晶粒子の脱落によって稜線を形成す ることができる。 この稜線は、 錨状部とその隣りの錨状部とを、 錨状部の高さよ りも低い位置で連結する。 この稜線は、 3つ以上の隣り合う金属結晶粒子を脱落 させることで、 枝分かれした状態で形成される。 また、 この稜線は、 隣り合う金 属結晶粒子が略多面体形状となつて脱落することで、 尖つた状態で形成すること ができる。 かかる稜線は、 錨状部を各々分散させ、 錨状部が窪み部と稜線とによ つて囲まれるようにして形成することができる。 かかる粗化面は、 より一層複雑 な凹凸形状を有し、 樹脂やバンプ下金属との接触面を拡げ、 より密着性を向上さ せることができると同時に、 樹脂残りを防止することができる。
かかる粗化面は、 0 . 5〜 1 0 / mの最大粗度 (R m a X ) を有するのが好ま しい。 0 . 未満では、 ソルダ一レジスト層との密着性やバンプ下金属との 密着性が著しく低下し、 1 0 / mを超えると、 現像処理後に樹脂残りが発生し、 断線等の問題が発生し易くなる。 また、 かかる粗化面は、 2 5 (i m 2 当り、 平均 2〜1 0 0個の錨状部と、 平均 2〜1 0 0個の窪み部とを有しているのが好ましい。 2 5 u m2 当り、 平均 2〜 1 0 0個の錨状部は、 粗ィ匕面とソルダーレジスト層との密着性や、 粗化面とバン プ下金属との密着性を維持しつつ、 現像処理後の樹脂残りを防止でき、 2 5 mz 当り、 平均 2〜1 0 0個の窪み部は、 錨状部の密集を防止して、 現像処理後の樹 脂残りの発生を抑止し、 力、つ、 粗ィ匕面とソルダ一レジスト層との密着性や、 粗ィ匕 面とバンプ下金属との密着性を維持できる。
本発明にかかる稜線は、 2 5〃m2 当り、 平均 3〜3 0 0 0本形成されるのが 望ましい。 この範囲の数の稜線は、 粗化面の形状を複雑にし、 ソルダーレジスト 層やバンプ下金属との接触面を拡げ、 これらソルダーレジスト層等との密着性を 向上させることができると同時に、 樹脂残りを除去し易いからである。
なお、 錨状部、 窪み部及び稜線の数は、 図 2及び 3に示すような 5 0 0 0倍の 電子顕微鏡写真を用い、 粗化面をその真上及び斜め上方 4 5 ° から撮影し、 2 5 m2 の領域を任意に選んで測定し、 その平均値を採用した。
本発明では、 かかる粗化面上に、 金属層を被覆することができる。 図 9〜1 2 は、 本発明にかかる他の例の粗化面の断面図である。 図 9〜1 2では、 図 4〜8 に示すような粗化面が、 それぞれ、 金属層 5 1で被覆されている。
図 9〜1 2に示すような金属層 5 1は、 酸化や腐食し難い金属や、 この金属自 身が酸化や腐食してもソルダーレジスト樹脂との密着性ゃノ ンプ下金属との密着 性を損なわない金属からなる。
また、 かかる金属層は、 粗化面上における酸化膜や腐食膜の形成を防止し、 粗 化面をその形状を保持した状態で被覆しており、 ソルダーレジスト樹脂やバンプ 下金属と粗化面との密着性を損なわな 、。
かかる金属層は、 酸化膜や腐食の剥がれに起因する、 粗化面とソルダーレジス ト層との間の密着強度の低下や、 粗化面とバンプ下金属との間の密着強度の低下 を防止することができる。
また、 かかる金属層は、 粗化面を構成する金属の硬度も高くすることができる ため、 粗化面における金属破壊が起きず、 粗化面とソルダ一レジスト層、 粗化面 とバンプ下金属との間の剝離がより一層防止される。 本発明のプリント配線板は、 粗化面がかかる金属層を有し、 粗化面上に酸化層 や腐食層が形成され難く、 酸化層や腐食層が形成されても、 ソルダ一レジスト榭 脂やバンプ下金属との密着性が保たれ、 加熱によっても、 粗化面とソルダーレジ スト層との間や粗化面とバンプ下金属との間が剥離することはない。
かかる金属層は、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッ ゲル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれた少なくとも 1種の 金属からなる。
かかる金属は、 比較的酸化や腐食し難く、 あるいはかかる金属自身が酸化や腐 食しても、 ソルダ一レジス卜樹脂やバンプ下金属との間の密着性を低下させない。 また、 かかる金属は、 イオン化傾向が銅より大きくかつチタン以下である金属 又は貴金属であり、 これらの金属又は貴金属の層で、 粗化面を被覆すれば、 ソル ダーレジスト層を粗ィ匕する際の局部電極反応による導体回路の溶解を防止するこ とができる。
比較的酸化又は腐食し難い金属としては、 ニッケル、 スズ、 コバルト、 貴金属 等の非酸化性金属等が挙げられる。 貴金属としては、 金、 銀、 白金、 パラジウム から選ばれる少なくとも 1種が望ましい。
金属自身が酸化又は腐食しても、 この金属層とソルダーレジスト樹脂との密着 性を低下させないような金属としては、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリゥ ム、 鉛、 ビスマス等の金属を挙げることができる。
このように、 本発明では、 粗化面上に、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリ ゥム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ば れる少なくとも 1種の金属の金属層を被覆することによって、 現像処理後の樹脂 残りを防止するのに最適な形状を有しつつ、 はんだパッ ド用導体回路とソルダー レジス卜層との密着性や、 はんだパッ ド用導体回路とバンプ下金属との密着性、 はんだバンプの強度を向上させることができる。
粗化面上に金属層を被覆するには、 めっき (電解めつき、 無電解めつき、 置換 めっきのいずれかの中から選ばれる方法) 、 蒸着、 電着、 スパッタ等の方法を用 いることができる。
かかる金属層の厚みは、 0 . 0 1〜 1 がよい。 特に、 0 . 0 3 ~ 0 . 5 n mの厚みがよい。 かかる厚みの金属層は、 粗化面の凹凸の形状を維持しながら、 銅導体の酸化や腐食を防止できるからである。 0. 0 1 m未満の厚みでは、 力、 力、る粗化面を完全に被覆することができないし、 l mを超えると、 粗化面間に 被覆する金属が入り込み、 粗化面の凹凸を相殺することがあり、 粗化面とソルダ 一レジスト層との密着性や、 粗化面とバンプ下金属との密着性を低下させること 力《ある。
本発明にかかる粗化面は、 はんだパッ ドとなる導体回路を、 第二銅錯体と有機 酸とを含有するエツチング液で処理することによって、 形成することができる。 かかるエッチング液は、 スプレイやパブリング等の酸素共存条件下で、 銅導体回 路を溶解させることができる。 エッチングは、 次の反応式によって進行すると推 定される。
(反応式)
Cu + Cu (II) A„ → 2 Cu (I) A„/2
I エアレーシヨン
2 C u (I) An/2 +n/402 +n AH →
2 C u (II) A„ +n/2 H2 0 〔式中、 Aは錯化剤 (キレート剤として作用) 、 nは配位数を示す。 〕 上記反応式に示すように、 発生した第一銅錯体は、 酸の作用で溶解し、 酸素と 結合して第二銅錯体となって、 再び銅の酸化に寄与する。
本発明で用いる第二銅錯体は、 ァゾール類の第二銅錯体がよい。 この種の第二 銅錯体は、 金属銅等を酸化する酸化剤として作用する。 ァゾール類としては、 ジ ァゾ一ル、 トリァゾール、 テトラゾールがよい。 中でも、 イミダゾール、 2—メ チルイミダゾール、 2—ェチルイミダゾール、 2—ェチルー 4—メチルイミダゾ ール、 2—フヱ二ルイミダゾ一ル、 2—ゥンデシルイミダゾ一ル等がよい。 ァゾ —ル類の第二銅錯体の添加量は、 1〜15重量%がょぃ。 溶解性及び安定性に優れ るからである。
有機酸は、 酸化銅を溶解させるために、 第二銅錯体と配合する。 ァゾ一ル類の 第二銅錯体を用いる場合には、 有機酸は、 ギ酸、 酢酸、 プロピオン酸、 酪酸、 吉 草酸、 カブロン酸、 アクリル酸、 クロ トン酸、 シユウ酸、 マロン酸、 コハク酸、 グルタル酸、 マレイン酸、 安息香酸、 グリコール酸、 乳酸、 リンゴ酸、 スルファ ミン酸からなる群より選ばれる少なくとも 1種がよい。 有機酸の含有量は、 0. 1 〜30重量%がよい。 酸化された銅の溶解性を維持し、 かつ溶解安定性を確保する ためである。
本発明にかかるエツチング液には、 銅の溶解ゃァゾール類の酸化作用を捕助す るために、 フッ素イオン、 塩素イオン、 臭素イオン等のハロゲンイオンを加えて もよい。 かかるハロゲンイオンは、 塩酸、 塩ィ匕ナトリウム等として供給すること ができる。 ハロゲンイオンの添加量は、 0. 01〜20重量%がょぃ。 形成された粗化 面とソルダーレジス卜層との密着性に優れるからである。
本発明にかかるエッチング液は、 ァゾール類の第二銅錯体と有機酸 (必要に応 じてハロゲンイオン) とを、 水に溶解して調製することができる。 また、 市販の エツチング液、 例えば、 メック社製、 商品名 「メック エッチボンド」 を用いる ことができる。
かかるエッチング液による平均エッチング量は、 0. 1 〜10 mがよい。 0. 1 m未満では、 粗化面とソルダ一レジスト層との密着性が低下し、 ΙΟ μ πιを超える と、 樹脂残りが発生し易く、 また、 5 0 i m以下の微細配線では、 断線等が起こ り易くなる。
本発明では、 このようにして形成される粗ィヒ面上に、 金属層を被覆することが できる。 かかる金属層は、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれる少なくとも 1 種の金属からなる。 かかる金属層の被覆は、 めっき、 蒸着、 電着、 スパッタのい ずれかの方法で行うことができる。 形成される膜の均一性という点では、 めっき で行うのがよい。
また、 本発明では、 力、かる金属層が均一に形成されるようにするために、 粗化 面を形成した後、 その粗化面を熱処理してから、 金属層を形成させることができ る。 熱処理により、 エッチング液及びその残留成分が蒸発し、 粗化面の表面状態 が均一になるために、 金属層が形成し易くなる。
熱処理の温度は、 粗化面の形状や厚み、 はんだパッ ド用導体回路の金属成分や 厚み等により、 種々の範囲に設定することができる。 特に、 5 0〜2 5 0 °Cの範 一 1 囲内がよい。 5 0 °C未満の場合は、 熱処理の効果が見られないし、 2 5 0 °Cを超 えると、 粗化面が酸化され、 形成された金属層が不均一になる。
図面を参照して、 本発明にかかる防锖層が設けられるプリント配線板について 説明する。
図 1 3は、 本発明にかかる防锖層を設ける一例のはんだパッ ド用導体回路の縦 断面図である。 図 1 4は、 本発明にかかる防銪層を設ける他の例のはんだパッド 用導体回路の縦断面図である。
本発明にかかる防锖層が設けられるはんだパッド用導体回路は、 プリント 板の最外層に設けられ、 はんだバンプを介して I Cチップ等に接続される。 かか るはんだパッド用導体回路は、 外部の高熱や高圧を直接受けないよう、 ソルダ一 レジスト層によって保護されており、 かかるソルダーレジスト層との間で高い密 着性を得るため、 及びはんだパッ ドとの間の高い密着性を得るため、 その表面に 粗化面が設けられる。
本発明にかかる防銪層用粗化面には、 図 1 3に示すように、 はんだパッ ド用導 体回路 1 0 1の本体 1 0 2の表面を黒化—還元処理、 エッチング等によって粗化 して形成される粗化面 1 0 3や、 図 1 4に示すように、 はんだパッ ド用導体回路 1 0 4の本体 1 0 5の表面に、 無電解めつき等からなる粗化層 1 0 6を析出させ ることによって形成される粗化面 1 0 7が含まれる。
本発明にかかる防锖層が設けられるプリント配線板では、 種々の工程を経て、 導体回路が施されたプリント配線板の表層のはんだパッ ド用導体回路に粗化面を 施す。 防锖層用粗化面の形成は、 酸化—還元処理、 無電解めつきあるいは、 エツ チング処理のいずれかの方法で行われる。 特に、 銅—ニッケル—リンからなる合 金層による粗化層形成、 第二銅錯体と有機酸からなるエッチング液によつて形成 される粗化面が、 ソルダ一レジスト層との密着性、 粗化面の均一性という点にお いて優れている。
粗化面を酸化一還元処理で形成する場合、 導体回路を有するプリント配線板を アルカリ等の洗浄、 酸処理を経て、 酸化浴 (黒化浴) として、 N a O H、 N a C 1 0 2 . N a 3 P O 4 等からなる液に浸漬させた後、 還元浴として、 N a O H、 N a B H , からなる液に浸漬させることにより、 粗化面を形成させることができ る。 粗化面の最大高さは 0. 0 1〜2 mの範囲で形成される。
酸化浴 (黒化浴) は、 NaOHが 1〜3 0 g/L、 Na C 102 力く 5〜6 / L、 Na3 P04 力く 0. 1〜2 0 gZLの液濃度の範囲で使用するの力く望ましく、 その他に窒素系、 尿素系等の界面活性剤等を添加させ、 このめつき液を温度 3 0 〜7 0°Cにして、 導体回路を 1〜1 5分間で浸潰させるのがよい。 その後の還元 浴は、 NaOPW l〜3 0 gZL、 Na BH4 が 0. 5〜2 0 g/Lの液濃度の 範囲で使用するのが望ましく、 その他に種々の添加剤を配合し、 このめつき液を 温度 3 0〜7 0°Cにして、 導体回路を 1〜1 5分間浸漬させるのがよい。 それに より、 導体回路の表層に粗化面を形成させることができる。
粗化面を無電解めつきで形成する場合は、 導体回路を有するプリント配線板を アルカリ等の洗浄、 エッチング、 酸処理を経て、 触媒を付与して、 活性化した後、 無電解めつき液中に浸潰させることにより、 粗化面を形成させることができる。 粗化面の最大高さは 0. 1〜1 0 /zmの範囲で形成される。
粗化面を無電解めつきで形成する方法の一例として、 銅—ニッケル—リンから なる合金粗ィヒ層を形成させることができる。 めっき液としては、 銅濃度 (硫酸銅、 塩化銅等の金属塩) 1〜4 0 gZL、 ニッケル濃度 (硫酸ニッケル等の金属塩) 0. 1〜6 g/L, クェン酸濃度 1 0〜2 0 gZL、 次亜リン酸塩濃度 1 0〜1 0 0 g/L. ほう酸濃度 1 0〜4 0 g/L, 界面活性剤濃度 0. 0 1〜1 0 gZ Lの液濃度の範囲で使用するのが望ましく、 その他に種々の添加剤、 安定剤等を 配合し、 このめつき液を温度 5 0〜8 0°Cにして、 導体回路を 5〜2 0分間浸漬 させるのがよい。 それにより、 導体回路の表層に被覆層と粗ィヒ層による粗ィヒ面を 形成させることができる。
粗化面の形状としては、 針状、 ポーラス状、 あるいは、 それらの複合形状のも のがある。 形成しやすさと密着性という点で、 針状合金がよい。 粗化面の最大高 さは 5〜1 0 mの範囲内で形成されるのがよく、 特に 1〜5 mの範囲で 形成されるのが望ましい。 0. 5〃m未満では、 ソルダーレジスト層との密着性 が低下してしまい、 1 0 mを越えると、 酸化一還元処理、 無電解めつきでは、 粗化面の均一性が保たれないために、 ソルダ一レジス卜層の剥がれ、 クラックを 引き起こしたりする。 また、 粗化面をエッチング処理で形成する方法の一例としては、 前述した第二 銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液で処理する方法が挙げることができる。 かかるエッチング液は、 スプレイやパブリング等の酸素共存条件下で、 銅導体回 路を溶解させることができる。
本発明では、 かかるはんだパッ ド用導体回路に、 防锖層を形成することができ る。 本発明にかかる防銪層は、 1 , 2, 3—ベンゾトリアゾ一ル、 トリノレトリア ゾ一ル及びこれらの誘導体からカ、らなる群より選ばれる少なくとも 1種の防靖剤 を主成分として含有するものが望ましい。
1, 2, 3—べンゾトリアゾール及びトリノレトリアゾールの誘導体とは、 次の 化学式 1及び化学式 2に示すベンゼン環にメチル基やェチル基等のアルキル基、 あるいはカルボキシル基ゃァミノ基、 ヒドロキシル基等を結合させた化合物をい う。
(化学式 1 )
Figure imgf000022_0001
(化学式 2 )
Figure imgf000022_0002
これらの化合物は、 銅の酸化反応を抑制するが故に、 銅の防靖効果に優れ、 ソ ルダーレジスト層の露光、 現像処理における溶剤に容易に溶けるため、 はんだパ ッ ド用の開口部に露出した導体回路のパッ ド上に残留しない。 その結果、 はんだ パッ ド用導体回路のパッ ド上にそのまま開口部を形成しても、 導体回路とハング ノ 'ンブ間は絶縁されずに導通が確保されるから最適である。 —方、 はんだパッ ド用導体回路とソルダーレジスト層の界面には防锖層が残留 する。 その結果、 残留した防銷剤の被膜が、 高温、 高圧、 高湿条件下において、 ソルダーレジスト層やはんだパッド部から浸透してくる水分や空気等によって起 こるはんだパッド用導体回路の酸化、 腐食等の変形、 変質を防止することができ 。
防銪層を施す方法としては、 塗布、 スプレーや浸潰させることにより行われる。 特に、 粗化面の損傷がなく、 導体回路に万遍なく施すことができる浸漬による方 法がよい。 浸漬する方法の一例としては、 プリント配線板の導体回路が全部浸せ る程度の深さの槽に、 温度 2 0〜6 0 °Cで、 浸漬時間 1 0〜6 0 0秒の間で浸漬 させて、 プリン卜配線板の導体回路の粗化面に防锖層を施すことができる。
本発明では、 かかる防锖層は、 ソルダ一レジスト層を形成し、 その開口部を露 光、 現像を経て形成させた後、 開口部に残った防鲭剤を気体プラズマによって除 去することができる。
その処理方法としては、 露光、 現像ではんだバンプ用の開口部を形成したプリ ント配線基板を真空状態にした装置内に入れ、 酸素、 あるいは窒素、 炭酸ガス、 四フッ化炭素のプラズマを放出させて、 開口部の防锖剤の残留分、 ソルダ一レジ ス卜層の残さ及びソルダーレジスト層表面の酸化膜層を除去させる方法を挙げる ことできる。
プラズマ処理による、 はんだバンプの汚染を除去し、 実装不良を低減させる最 適条件は、 プラズマ放出量が 5 0 0〜1 0 0 0 W、 気体供給量が 1 0 0〜5 0 0 s e c . /M、 処理時間が 1〜1 5分で行うことである。
プラズマ処理により、 開口部内にある防銪剤及びソルダーレジスト層の残さ分 が確実に除去されて、 はんだバンプとの導通不良がなくなる。 また、 同時にソル ダーレジスト層表面の酸化膜層を除去することにより、 ソルダーレジスト層の濡 れ性が低下しないで、 その後のめっき工程や実装工程における不具合も防止でき る。
また、 本発明では、 導体回路に粗化面を施した後、 防靖剤を塗布する前に、 こ の粗化面に、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれる少なくとも 1種の金属か らなる防銪層用金属層を被覆してもよい。
かかる防銪雇用金属層の被覆方法は、 めっき (電解めつき、 無電解めつき、 置 換めっきのいずれかの中から選ばれる方法) 、 蒸着、 電着、 スパッ夕で行うこと ができる。 置換めつきによって防靖層用金属層を形成した場合、 かかる防锖層用 金属層は、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面の表層部分に形成される。
本発明にかかる防锖層の下地として形成される防锖層用金属層の厚みは、 0 . 0 1〜 1〃mの範囲がよい。 特に望ましい範囲は 0 . 0 3〜 5〃mの厚みで ある。 0 . 0 1 m未満の厚みでは、 かかる粗ィヒ面を完全に被覆することができ ないし、 1 z mを超えると、 粗化面間に被覆する金属が入り込み、 粗化面を相殺 することがあり、 密着性を低下させることがある。
かかる防锖層用金属層を被覆した粗化面には、 前述の防锖層が施される。 その 結果、 かかる防锖層用金属層は、 防锖層との相乗効果により、 粗面の酸化等によ る変形、 変質がなくなるので、 ソルダーレジスト層との密着性、 強度が均一にな り、 はんだバンプのシヱァ一強度が向上する。 それにより、 信頼性試験の高温、 高圧、 高湿の条件下でも粗化面の形状が劣化し難くなり、 ソルダーレジスト層及 びはんだバンプの強度が向上する。
本発明では、 粗化面において、 防锖剤の浸透性を良くするため、 あるいは、 粗 化面に被覆される防銪層用金属層の膜厚や組成を均一にするために、 粗化面を形 成した後で、 防銪層又は防锖層用金属層を形成する前に、 はんだパッ ド用導体回 路を 5 0〜2 5 0 °Cの温度の範囲内で熱処理してもよい。
熱処理条件は、 形成されている粗化面の形状、 厚みや材質、 粗化面を被覆する 防锖層用金属層の成分、 厚み等により、 適切な範囲に設定することができる。 かかる加熱処理により、 粗化面を形成するのに用いられた薬剤の余剰成分及び その残留成分を蒸発させたり、 粗化面の表層及び導体回路全体の金属状態が均一 になるために、 防靖層ゃ防靖層用金属層が形成し易くなる。
熱処理が 5 0 °C未満の場合は、 熱処理の効果が見られないし、 2 5 0 °Cを超え ると、 粗化面が酸化され、 形成される防靖層ゃ防靖層用金属層が不均一になる。 本発明では、 このようにして形成される所定形状の粗化面上に、 ソルダーレジ スト層を形成することができる。 かかるソルダーレジスト層の厚さは、 2〜4 0 mがよい。 薄過ぎると、 ソルダーレジス卜層がソルダ一ダムとして機能せず、 また、 厚過ぎると、 はんだバンプ用の開口部を形成し難くなる上、 はんだ体と接 触して、 はんだ体にクラックが生じる原因となるからである。
ソルダ一レジスト層は、 種々の樹脂から形成することができる。 例えば、 ビス フエノール A型エポキシ樹脂やそのァクリレートか、 ノボラック型エポキシ樹 Jj旨 やそのァクリレートを、 ァミン系硬化剤ゃィミダゾール硬化剤等で硬化させて形 成することができる。
特に、 ソルダ一レジスト層に開口を設けて、 はんだバンプを形成する場合、 ノ ボラック型エポキシ樹脂かそのアタリレートを、 イミダゾーノレ硬化剤で硬ィヒさせ るの力く好ましい。 かかる樹脂からなるソルダーレジスト層は、 鉛のマイグレーシ ヨン (鉛イオンがソルダーレジスト層内を拡散する現象) が少ないという利点を 持つ。
また、 ノボラック型エポキシ樹脂のァクリレートをイミダゾール硬化剤で硬化 させた樹脂の場合、 耐熱性、 耐アルカリ性に優れ、 はんだが溶融する温度 (200 °C前後) でも劣化せず、 ニッケルめっきや金めつきのような強塩基性のめっき液 で分解しない。 ノボラック型エポキシ樹脂のァクリレートとしては、 フヱノール ノボラックゃクレゾ一ルノボラックのグリシジルエーテルを、 ァクリル酸ゃメタ クリル酸等と反応させたェポキシ樹脂等を挙げることができる。
しかし、 ノボラック型エポキシ樹脂のァクリレー卜から形成されるソルダーレ ジス卜層は、 剛直骨格を持つ樹脂で構成されるので、 導体回路との間で剥離が生 じ易い。 本発明にかかる粗化面は、 かかる剥離を防止でき、 有利である。
イミダゾ一ノレ硬ィヒ剤は、 25°Cで液状であるのが望ましい。 液状であれば、 均一 混合し易いからである。 かかる硬化剤としては、 1-ベンジルー 2-メチルイミダゾ ール (品名: 1B2MZ ) 、 1-シァノエチルー 2-ェチル—4-メチルイミグゾール (品 名: 2E4MZ- CN) 、 4-メチル—2-ェチルイミダゾ一ル (品名: 2E4MZ ) を挙げるこ とができる。
かかる樹脂及び硬化剤は、 グリコールエーテル系の溶剤に溶解し、 ソルダ一レ ジス卜用組成物とするのが望ましい。 力、かる組成物からソルダーレジスト層を形 成すると、 遊離酸素が発生せず、 銅パッ ド表面を酸化させない。 また、 人体に対 する有害性も少ない。
グリコールエーテル系の溶剤としては、 次の化学式 3 :
(化学式 3 )
C H 3 0 - (C H 2 C H2 0) „ - C H3 ( n = l〜5 ) で表される溶媒を用いることができる。
特に望ましくは、 ジエチレングリコールジメチルエーテル (D MD G) 及びト リエチレングリコールジメチルエーテル (DMT G) 力、らなる群より選ばれる少 なくとも 1種を用いる。 これらの溶剤は、 30〜50°C程度の加温により、 ベンゾフ エノンゃミヒラーケトン等の反応開始剤を完全に溶解させることができる。 かか る溶剤の量は、 ソルダーレジス卜用組成物の 10〜40重量%がよい。
ィミダゾール硬化剤の添加量は、 ソルダーレジスト用組成物の総固形分に対し て、 1〜10重量%とすることが望ましい。 添加量がこの範囲内にあれば、 均一混 合し易いからである。
上述したようなソルダ一レジスト用組成物には、 この他に、 各種消泡剤ゃレべ リング剤、 開始剤、 光増感剤、 耐熱性ゃ耐塩基性の改善と可撓性付与のための熱 硬化性樹脂、 解像度改善のための感光性モノマー等を添加することができる。 レべリング剤としては、 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、 チバガイギ一製のィルガキュア I 9 0 7、 光増感剤として は日本化薬製の D E T X—Sがよい。
熱硬化性樹脂には、 ビスフエノール型エポキシ樹脂を用いることができる。 こ のビスフエノ一ル型エポキシ樹脂には、 ビスフヱノール A型エポキシ樹脂とビス フエノール 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。
感光性モノマーには、 多価アクリル系モノマーを用いることができる。 多価ァ クリル系モノマーは、 解像度を向上させることができるからである。 例えば、 日 本化薬製の D P E— 6 Aや共栄社化学製の R— 6 0 4等の多価ァクリル系モノマ 一を用いることができる。
かかるソルダーレジス卜用組成物には、 色素や顔料等を添加してもよい。 配線 パターンを隠蔽できるからである。 かかる色素としては、 フタロシアニングリ一 ンを用いることが望ましい。
また、 かかるソルダ一レジス卜用組成物は、 2 5 °Cで 0 . 5〜1 0 P a ' s、 より望ましくは、 1〜1 0 P a · sの粘度を有するのがよい。 ロールコ一夕で塗 布し易いからである。
力、かる組成物よりなるソルダーレジスト層に、 開口部を、 露光、 現像処理によ り形成することができる。
次に、 本発明のプリント配線板を製造する方法について説明する。 以下の方法 は、 主として、 セミアディティブ法によるものである力く、 フルアディティブ法を 採用してもよい。
本発明では、 はんだパッ ドとなる導体回路を基板の表面に形成した配線基板を 作製する。 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等の樹脂絶縁基板、 セラミック基板、 金属基板等を用い ることができる。
かかる配線基板は、 内部に複数層の導体回路が形成された多層プリント配線板 であってもよい。 かかる複数層の導体回路を形成する方法としては、 例えば、 基 板上に設けられた下層導体回路上に、 層間絶縁樹脂層として、 無電解めつき用接 着剤からなる接着剤層を形成し、 この接着剤層表面を粗化して粗化面とし、 この 粗化面全体に薄付けの無電解めつきを施し、 めっきレジストを形成し、 めっきレ ジスト非形成部分に厚付けの電解めつきを施した後、 めっきレジストを除去し、 エッチング処理して、 電解めつき膜と無電解めつき膜とからなる 2層の導体回路 を形成する方法がある。 導体回路は、 いずれも銅パターンがよい。
無電解めつき用接着剤は、 酸や酸化剤に可溶性の硬化処理された耐熟性樹脂粒 子が、 酸や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。 かかる耐熱性樹脂粒子は、 酸や酸化剤で処理することによって溶解除去 され、 表面に蛸つぼ状のアンカーからなる粗化面を形成するからである。 なお、 かかる無電解めつき用接着剤は、 組成の異なる 2層により構成してもよい。 酸や酸化剤に可溶性の硬化処理された耐熱性樹脂粒子としては、 (1) 平均粒径 が 10 m以下の耐熱性樹脂粉末、 (2) 平均粒径が 2 / m以下の耐熱性樹脂粉末を 凝集させた凝集粒子、 (3) 平均粒径が 2〜10 mの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が 2 m未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、 (4) 平均粒径が 2〜10 mの耐熱性樹 脂粉末の表面に、 平均粒径が 2 m以下の耐熱性樹脂粉末及び無機粉末の少なく とも 1種を付着させた疑似粒子、 (5) 平均粒径が 0. 1〜 0. 8 mの耐熱性樹 脂粉末と平均粒径が 0. 8 /mを超え 2 m未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、 (6) 平均粒径が 0. 1〜1. 0〃mの耐熱性樹脂粉末からなる群より選ばれる少 なくとも 1種の粒子を用いることが望ましい。 これらは、 より複雑なアンカーを 形成するからである。 これらの粒子により得られる粗化面は、 0. l〜20〃m の最大粗度 (Rmax) を有することができる。
かかる耐熱性樹脂粒子の混合比は、 耐熟性樹脂からなるマトリックスの固形分 の 5〜50重量%、 望ましくは 1 0〜40重量%がよい。 また、 かかる耐熱性樹 脂粒子は、 アミノ樹月旨 (メラミン樹脂、 尿素樹脂、 グアナミン樹脂等)、ェポキ シ樹脂等からなるのがよい。
酸や酸化剤に難溶性の未硬化の耐熱性樹脂としては、 熱硬化性樹脂と熱可塑性 樹脂との樹脂複合体、 又は感光性樹脂と熱可塑性樹脂との樹脂複合体からなるの が望ましい。 前者については耐熱性が高く、 後者についてはバイァホール用の開 口をフォトリソグラフィ一により形成できるからである。
かかる熟硬化性樹脂としては、 エポキシ樹脂、 フヱノール樹脂、 ポリイミ ド樹 脂等を用いることができる。 また、 感光化する場合は、 熱硬化基をメタクリル酸 やアクリル酸等とアクリル化反応させる。 特に、 エポキシ樹脂のアタリレート力く 最適である。 エポキシ樹脂としては、 フヱノールノボラック型、 クレゾ一ルノボ ラック型等のノボラック型ェポキシ樹脂、 ジシクロペンタジェン変性させた脂環 式エポキシ樹脂等を用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、 ポリエーテルスルフォン (PES) 、 ポリスルフォン (P S F) 、 ポリフエ二レンスルフォン (PPS) 、 ポリフエ二レンサルフアイ ド (PPES) 、 ポリフヱニルエーテル (PPE) 、 ポリエーテルィミ ド (P I ) 等を用いることができる。
熱硬化性樹脂 (感光性樹脂) と熱可塑性樹脂の混合割合は、 熱硬化性樹脂 (感 光性樹脂) /熱可塑性樹脂二 9 5Z5~50ノ 50がよい。 耐熱性を損なうこと なく、 高い物性値が得られるからである。 次に、 かかる無電解めつき用接着剤を硬化させて、 層間絶縁樹脂層を形成する 一方、 この層間樹脂樹脂層には、 バイァホール形成用の開口を設けることができ る。
バイァホール形成用の開口は、 無電解めつき用接着剤の樹脂マトリ、ノ、 クスが熱 硬化樹脂である場合は、 レーザ一光や酸素プラズマ等を用いて穿孔し、 感光性樹 脂である場合は、 露光現像処理にて穿孔する。 なお、 露光現像処理は、 バイァホ —ル形成用に円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、 円 パターン側が感光性の層間樹脂絶縁層の上に密着するように載置した後、 露光、 現像処理する。
次に、 バイァホール形成用開口を設けた層間樹脂絶縁層 (無電解めつき用接着 剤層) の表面を粗化する。 特に、 無電解めつき用接着剤層の表面に存在する耐熱 性樹脂粒子を、 酸や酸化剤で溶解除去することにより、 接着剤層表面を粗化処理 する。 このとき、 層間樹脂絶縁層に粗化面が形成される。
酸としては、 リン酸、 塩酸、 硫酸等の無機酸、 又は蟻酸や酢酸等の有機酸を用 いることができる。 特に、 有機酸を用いるのが望ましい。 粗化処理した場合に、 バイァホールから露出する金属導体層を腐食させ難いからである。 酸化剤として は、 クロム酸、 クロム硫酸、 過マンガン酸塩 (過マンガン酸カリウム等) を用い るのが望ましい。
かかる粗化面は、 0. 1〜20 /mの最大粗度 (Rmax) を有するのが好ま しい。 厚過ぎると層自体が損傷、 剥離し易く、 薄過ぎると密着性が低下するから である。 特に、 セミアディティブ法では、 0. 1〜5 mがよい。 密着性が確保 されつつ、 無電解めつき膜が除去されるからである。
次に、 粗化した層間樹脂絶縁層上に触媒核を付与し、 全面に薄付けの無電解め つき膜を形成する。 この無電解めつき膜は、 無電解銅めつきがよく、 厚みは、 1 〜5 /zm、 より望ましくは、 2~3〃mとする。 なお、 無電解銅めつき液として は、 常法で採用される液組成のものを使用することができる。 例えば、 硫酸銅: 10g/L、 EDTA: 50g/L、 水酸化ナトリウム: 1 0 gZL、 37 %ホルム アルデヒ ド: 1 0mL、 (pH= 1 1. 5) からなる液組成のものがよい。 次に、 このように形成した無電解めつき膜上に、 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、 めっきレジストパターンを酉己設した非導体部分を 形成する。
次に、 無電解銅めつき膜上の非導体部分以外に電解めつき膜を形成し、 導体回 路とバイァホールとなる導体部を設ける。 電解めつきとしては、 電解銅めつきを 用いることが望ましく、 その厚みは、 5〜20〃mがよい。
次に、 非導体回路部分のめっきレジストを除去した後、 更に、 硫酸と過酸化水 素の混合液や過硫酸ナトリウム、 過硫酸アンモニゥム、 塩化第二鉄、 塩化第二銅 等のエッチング液にて無電解めつき膜を除去し、 無電解めつき膜と電解めつき膜 の 2層からなる独立した導体回路とバイァホールを得る。 なお、 非導体部分に露 出した粗ィヒ面上の触媒核は、 クロム酸、 硫酸と過酸化水素との混合液等により溶 解除去する。
次いで、 表層のはんだパッ ドとなる導体回路に、 本発明にかかる粗化面を形成 する。 かかる粗化面は、 前述したァゾール類の第二銅錯体と有機酸の水溶液から なるエツチング液を導体回路表面にスプレイする力、、 かかるエツチング液に導体 回路を浸潰し、 バブリングする方法により形成することができる。 なお、 導体回 路は、 無電解めつき膜又は電解めつき膜が望ましい。 厚延銅箔をエッチングした 導体回路では、 粗化面が形成され難いからである。
このようにして形成された粗化面は、 更に、 その後、 エッチング処理、 研磨処 理、 酸化処理、 酸化還元処理等によって処理することができ、 めっき被膜で被覆 することもできる。
また、 かかる粗化面は、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれる少なくとも 1 種の金属からなる金属層によって被覆することができる。 被覆方法は、 めっき ( 電解めつき、 無電解めつき、 置換めつきのいずれかの中から選ばれる方法) 、 蒸 着、 電着、 スパック等で行うことができる。
本発明にかかる防銪層を設ける粗化面は、 酸化一還元処理、 無電解めつき、 あ るいはエッチング処理を経て、 最大高さが 0 . 5〜1 0 mの範囲で形成するの がよく、 特に、 1〜5 mの範囲で形成する方がよい。
無電解めつき液による粗化面形成の一例としては、 銅一ニッケルーリンからな るめつき液中に浸漬して形成することができる。
また、 エッチングによる粗化面形成の一例としてァゾール類の第二銅錯体と有 機酸の水溶液からなるエツチング液を導体回路表面にスプレイする力、、 かかるェ ツチング液に導体回路を浸漬し、 バブリングする方法により形成することができ る。
このようにして形成された粗化面には、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリ ゥム、 コバノレト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ば れる少なくとも 1種の金属からなる防锖層用金属層を施すことができる。 処理方 法は、 めっき (電解めつき、 無電解めつき、 置換めつきのいずれかの中から選ば れる方法) 、 蒸着、 電着、 スパックで行われる。
本発明では、 かかる粗化面又は防銷層用金属層上に防锖層を施すことができる。 防錡層を施す方法としては、 防銷剤を塗布したり、 スプレーで散布したり、 はん だパッド用導体回路を浸潰させることにより行われる。 特に、 防锖層用粗化面の 損傷がなく、 導体回路に万遍なく防銪層を施すことができる浸漬による方法がよ い。
浸漬する方法の一例としては、 プリン卜配線板の導体回路が全部浸漬する程度 の深さの槽に、 温度 2 0〜6 0 °Cで、 浸漬時間 1 0〜6 0 0秒の間で、 粗化面又 は防靖層用金属層を浸潰させて、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面、 又はかかる 粗化面上の防銪層用金属層に防锖層を施すことができる。
かかる処理を施された粗化面を有する導体回路上には、 前述したようなソルダ 一レジスト層を形成することができる。
図面を参照して、 本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。
実施例 1
無電解めつき用接着剤調製用の原料組成物 (上層用接着剤)
〔樹脂組成物 A〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 (日本化薬製、 分子量 2500) の 25%ァク リル化物を 80重量%の濃度で D M D Gに溶解させた樹脂液を 35重量部、 感光性モ ノマ一 (東亜合成製、 ァロニックス M315 ) 3.15重量部、 消泡剤 (サンノプコ製、 S-65) 0.5 重量部、 NMP 3.6重量部を攪拌混合して得た。
〔樹脂組成物 B〕
ポリエーテルスルフォン (PES) 12重量部、 エポキシ樹脂粒子 (三洋化成製、 ポリマーポール) の平均粒径 1.0 mのものの 7.2重量部と、 平均粒径 O.S tm のものの 3.09重量部とを混合した後、 更に NMP 30重量部を添加し、 ビーズミル で攪拌混合して得た。
〔硬化剤組成物 C〕
イミダゾ一ル硬化剤 (四国化成製、 2E4MZ-CN) 2重量部、 光開始剤 (チバガイ ギー製、 ィルガキュア 1—907 ) 2重量部、 光增感剤 (日本化薬製、 DETX- S) 0.2重量部、 NMP 1.5重量部を攪拌混合して得た。
層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成物 (下層用接着剤)
〔樹脂組成物 D〕
クレゾ一ルノボラック型エポキシ樹脂 (日本化薬製、 分子量 2500) の 25%ァク リル化物を 80重量%の濃度で DMDGに溶解させた樹脂液を 35重量部、 感光性モ ノマ一 (東亜合成製、 ァロニックス M315 ) 4重量部、 消泡剤 (サンノプコ製、 S— 65) 0.5 重量部、 NMP 3.6重量部を攪拌混合して得た。
〔樹脂組成物 E〕
ポリエーテルスルフォン (PES) 12重量部とエポキシ樹脂粒子 (三洋化成製、 ポリマーポール) の平均粒径 0.5 mのものの 14.49重量部とを混合した後、 更 に NMP 30重量部を添加し、 ビーズミルで攪拌混合して得た。
〔硬化剤組成物 F〕
イミダゾール硬化剤 (四国化成製、 2E4MZ- CN) 2重量部、 光開始剤 (チバガイ ギ一製、 ィルガキュア 1—907 ) 2重量部、 光增感剤 (日本化薬製、 DETX-S) 0.2重量部、 NMP1.5 重量部を攪拌混合して得た。
樹脂充填剤調製用の原料組成物
〔樹脂組成物 G〕
ビスフヱノール F型エポキシモノマー (油化シヱル製、 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 1.6〃 mの Si02 球状粒子 (アドマテック製、 CRS 1101— CE、 ここで、 最大粒子の大き さは後述する内層銅パターンの厚み (15 zm) 以下とする) 170重量部、 レペリ ング剤 (サンノプコ製、 ペレノール S 4) 1.5 重量部を攪拌混合することにより、 その混合物の粘度を 23土 1 °Cで 45, 000〜49, OOOcps に調整して得た。
〔硬化剤組成物 H〕
ィミダゾ一ル硬化剤 (四国化成製、 2E4MZ-CN) 6.5重量部。
プリント配線板の製造
図 1 5〜 32は、 本発明にかかるプリント配線板の一例を製造する際の一連の 製造工程の各工程における縦断面図をそれぞれ示す。
(1) 図 1 5に示すような、 厚さ lmmのガラスエポキシ樹脂又は BT (ビスマレ イミ ドトリアジン) 樹脂からなる基板 4の両面に 18 mの銅箔 5がラミネートさ れている銅張積層板 6を出発材料とした。
まず、 この銅張積層板 6には、 図 1 6に示すように、 ドリノレ孔 7を肖 U孔し、 無 電解めつき処理を施し、 パターン状にエッチングすることにより、 基板 6の両面 に内層銅パターン (下層導体回路) 8とスルーホール 9を形成した。
(2) 内層銅パターン 8とスルーホール 9を形成した基板を水洗いし、 乾燥した 後、 酸化浴 (黒化浴) として、 NaOH (lOg/L)、 NaC102 (40g/L)、 Na3P 04 (6 g/L) 、 還元浴として、 NaOH (lOg/L) 、 NaBH4 (6 g/L) を用い た酸化—還元処理により、 内層銅パターン 8とスルーホール 9の表面に粗化面 1 0, 1 1を設け、 図 1 6に示すような配線基板 1 2を製造した。
(3) 組成物 Gと硬化剤組成物 Hとを混合混練して樹脂充塡剤を得、 この樹脂充 塡剤を、 調製後 24時間以内に、 基板 1 2の両面にロールコ一夕を用いて塗布する ことにより、 導体回路 8間あるいはスルーホール 9内に充塡し、 70°C、 20分間で 乾燥させて、 樹脂層 1 3, 1 4を形成した。
(4) 前記 (3) の処理を終えた基板の片面を、 #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、 内層銅パターン 8の表面やスルーホ ール 9のランド 1 1の表面に樹脂充塡剤が残らないように研磨し、 次いで、 前記 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った。 このような一 連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。 (5) 次いで、 100 °Cで 1時間、 120 °Cで 3時間、 150°Cで 1時間、 180°Cで 7 時間の加熱処理を行って樹脂充塡剤を硬化し、 図 1 7に示すような配線基板 1 5 を作製した。 この配線基板 1 5では、 スルーホール 9等に充塡された樹脂充塡剤 の表層部及び内層導体回路 8の上面の粗化面 1 0, 1 1が除去されており、 基板 の両面が平滑化され、 樹脂層 1 3と内層導体回路 8の側面とスルーホール 9のラ ンド表面とが粗化面 1 0 a, 1 1 aを介して強固に密着し、 また、 スルーホール 9の内壁面と樹脂層 1 4とが粗化面 1 1 aを介して強固に密着している。 即ち、 この工程により、 樹脂層 1 3, 1 4の表面と内層銅パターン 8の表面が同一平面 となる。
(6) 導体回路を形成したプリント配線板 1 5に、 アルカリ脱脂してソフトエツ チングして、 次いで、 塩化パラジゥゥムと有機酸からなる触媒溶液で処理して、 Pd触媒を付与し、 この触媒を活性化した後、 硫酸銅 3. 2 X 1 0— 2モル ZL、 硫酸ニッケル 3. 9 X 1 0一3モル ZL、 クェン酸ナトリウム 5. 4 X 1 0— 2モル ZL、 次亜リン酸ナトリウム 3. 3 X 1 0— 1モル ZL、 界面活性剤 (日信化学工 業製、 サ一フィ一ル 4 6 5 ) 1. 1 X 1 0— 4モル/ L、 pH= 9からなる無電解 めっき液に浸積し、 浸漬 1分後に、 4秒当たり 1回の割合で振動、 揺動させて、 図 1 8に示すように、 銅導体回路 8とスルーホール 9のランドの表面に Cu—N i一 Pからなる針状合金の粗化層 1 6, 1 7を設けた。
更に、 ホウフッ化スズ 0. 1モル/ L、 チォ尿素 1. 0モル ZL、 温度 3 5。C、 pH= 1. 2の条件で C u— S n置換反応させ、 粗化層 1 6, 1 7の表面に厚さ 0. 3〃111の81 層を設けた。 S n層は特に図示していない。
(7) 樹脂組成物 D及び Eと硬化剤組成物 Fとを攪拌混合し、 粘度 1.5 Pa - sに 調整して層間樹脂絶縁剤 (下層用) を得た。 次いで、 樹脂組成物 A及び Bと硬ィ匕 剤組成物 Cとを攪拌混合し、 粘度 7Pa* sに調整して無電解めつき用接着剤溶液
(上層用) を得た。
(8) 前記 (6) の基板 1 8の両面に、 前記 (7) で得られた粘度 1.5Pa* sの層間 樹脂絶縁剤 (下層用) を、 調製後 24時間以内にロールコータで塗布し、 水平状態 で 20分間放置してから、 60°Cで 30分の乾燥 (プリべーク) を行い、 次に、 前記 (7) で得られた粘度 7 Pa ' sの感光性の接着剤溶液 (上層用) を、 調製後 24時間以内 に塗布し、 水平状態で 20分間放置してから、 60°Cで 30分の乾燥 (プリべーク) を 行い、 図 1 9に示すような厚さ 35〃 mの接着剤層 1 9を形成した。
(9) 前記 (8) で接着剤層 1 9を形成した基板の両面に、 図 2 0に示すように、 85 /m0の黒円 2 0が印刷されたフォトマスクフィルム 2 1を密着させ、 超高圧 水銀灯により 500mJZcni2 で露光した。 この基板を DMTG溶液でスプレー現像 し、 更に、 超高圧水銀灯により 3000mJ/cm2 で露光し、 100 °Cで 1時間、 120 °C で 1時間、 その後 150°Cで 3時間の加熱処理 (ポストべ一ク) することにより、 図 2 1に示すような、 フォトマスクフィルム 2 1に相当する寸法精度に優れた 85 m0の開口 (バイァホール形成用開口) 2 2を有する厚さ 35 mの層間樹脂絶 縁層 (2層構造) 1 9とした。 なお、 バイァホールとなる開口 22には、 スズめ つき層を部分的に露出させた。
(10)開口 2 2が形成された基板を、 クロム酸に 19分間浸潰し、 層間樹脂絶縁層 1 9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、 この層間樹 脂絶縁層 1 9の表面を粗化し、 図 2 2に示すような粗化面 23, 2 4を形成し、 その後、 中和溶液 (シプレイ社製) に浸漬してから水洗いした。
更に、 粗面化処理 (粗化深さ 6 m) した基板の表面に、 パラジウム触媒 (ァ トテック製) を付与することにより、 層間樹脂絶縁層 1 9の表面 2 3とバイァホ ール用開口の内壁面 24とに触媒核を付けた。
(11)このようにして形成した配線基板を、 以下に示す組成の無電解銅めつき水 溶液中に浸漬して、 図 23に示すように、 粗面全体に厚さ 0.6 〃mの無電解銅め つき膜 25を形成した。
〔無電解めつき水溶液〕
EDTA 50 g/L
硫酸銅 10 g/L
HCHO 8 mL/L
Na OH 10 g/L
a, a -ビビリジル 80 mg/L
PEG 0.1 g/L 〔無電解めつき条件〕
70°Cの液温度で 30分
(12)前記 (11)で形成した無電解銅めつき膜 2 5上に、 図 2 4に示すように、 黒 円 2 6が印刷された市販の感光性ドライフィルム 2 7を張り付け、 マスクを載置 して、 100 mJ/cm2 で露光、 0. 8 %炭酸ナトリウムで現像処理し、 図 2 5に示す ような、 厚さ 15〃 mのめつきレジスト 2 8を設けた。
(13)次いで、 レジスト非形成部分に以下の条件で電解銅めつきを施し、 図 2 6 に示すような厚さ 15〃 mの電解銅めつき膜 2 9を形成した。
〔電解めつき水溶液〕
硫酸 180 g/ L
硫酸銅 80 g/L
添加剤 (アトテックジャパン製、 カバラシド G L )
1 mL/ L
〔電解めつき条件〕
電流密度 1 A/dm2
時間 30分
温度 室温
(14)めっきレジスト 2 8を 5 % K O Hで剝離除去した後、 そのめつきレジス卜 2 8の下の無電解めつき膜 2 5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、 図 2 7に示すような、 無電解銅めつき膜 2 5と電解銅めつき膜 2 9とからなる厚さ 18〃mの導体回路 3 0 (バイァホール 3 1を含む) を形成し た。
(15) (6)と同様の処理を行い、 Cu-Ni -P 針状合金からなる粗化面を形成し、 更 に、 その表面に Sn置換を行った。
(16)前記 (7) ~(15)の工程を繰り返すことにより、 更に上層の導体回路を形成 し、 多層配線基板を得た。
(17)表層の導体回路を、 イミダゾール銅 (Π) 錯体 1 0重量部、 グリコール酸 7重量部、 塩化力リウム 5重量部からなるエツチング液、 メック社商品名 「メッ クエッチボンド」 にて、 スプレイを施して、 搬送ロールにて送ることでエツチン グ処理して、 図 2 8に示すような厚さ 3 mの粗化面 3 2を形成した。 この粗ィ匕 面には、 スズ置換は行わなかった。
この粗化面を電子走査顕微鏡 (X 5 0 0 0 ) にて真上から測定すると、 2 5 m2 の範囲に、 図 4〜 8に示すような錨状部 1力《平均 1 1個、 窪み部が平均 1 1 個、 稜線が平均 2 2本確認された。
(18)—方、 0 0。に溶解させた60重量%のクレゾ一ルノボラック型エポキシ 樹脂 (日本化薬製) 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) を 46.67g、 メチルェチルケトンに溶解させた 80重量%のビスフ ヱノール A型エポキシ樹脂 (油化シヱル製、 ェピコート 1001) 15.0g、 イミダゾ —ル硬化剤 (四国化成製、 2E4MZ- CN) 1.6 g、 感光性モノマーである多価ァクリ ルモノマー (日本化薬製、 R604 ) 3 g、 同じく多価アクリルモノマ一 (共栄社 ィ匕学製、 DPE6A ) 1.5g、 分散系消泡剤 (サンノプコ社製、 S— 65) 0.71gを混 合し、 更に、 この混合物に対して光開始剤としてのベンゾフヱノン (関東化学製) を 2 g、 光増感剤としてのミヒラーケトン (関東化学製) を 0.2g加えて、 粘度 を 25°Cで 2.0Pa* sに調整したソルダーレジスト用組成物を得た。 なお、 粘度測 定は、 B型粘度計 (東京計器、 DVL- B型) で 60 111の場合はローター1^0.4、 6 rp mの場合はロータ一 No.3によった。
(19)前記(16)で得られた多層配線基板の両面に、 図 2 9に示すようにして、 こ のソルダ一レジスト用組成物 3 3を 20〃mの厚さで塗布した。 次いで、 70°Cで 20 分間、 70°Cで 30分間の乾燥処理を行った後、 図 3 0に示すように、 円パターン ( マスクパターン) 3 4が描画された厚さ 5議のフォトマスクフィルム 3 5を密着 させて載置し、 lOOOmJZcm2 の紫外線で露光し、 DMTG現像処理した。 そして、 更 に、 80°Cで 1時間、 100°Cで 1時間、 120°Cで 1時間、 150°Cで 3時間の条件で 加熱処理し、 図 3 1に示すように、 はんだパッ ド部分 3 6 (バイァホールとその ランド部分 3 7を含む) を開口した (開口径 200 m) ソルダーレジス卜層 (厚 み 20/zm) 3 8を形成し、 プリント配線板を製造した。
(20)次に、 ソルダ一レジスト層 3 8を形成したこの基板を、 塩化ニッケル 30g ノし、 次亜リン酸ナトリウム 10gZL、 クェン酸ナトリウム 10gZLからなる p H= 5の無電解ニッケルめっき液に 20分間浸漬して、 図 3 2に示すように、 開口 部 3 6, 3 7に厚さ 5〃mのニッケルめっき層 4 0を形成した。 更に、 その基板 を、 シアン化金カリウム 2 g Z L、 塩化アンモニゥム 75 g Z L、 クェン酸ナトリ ゥム 50 g / L、 次亜リン酸ナトリウム 10 g / Lからなる無電解金めつき液に 93°C の条件で 23秒間浸漬して、 ニッケルめっき層 4 0上に厚さ 0. 03〃 mの金めつき層 4 1を形成した。
(21)そして、 ソルダーレジスト層 3 8の開口部に、 はんだペーストを印刷して 200°Cでリフ口一することによりはんだバンプ (はんだ体) 4 2を形成し、 はん だバンプ 4 2を有するプリント配線板 4 3を製造した。 なお、 このプリント配線 板では、 通常配線 ( 7 5 m線幅) と微細配線 ( 5 0〃m線幅) の部分を設け、 微細配線の部分では、 更に、 配線密度が疎 (4 0 0〃m間隔) の部分と配線密度 が密 (5 0 m間隔) の部分を設けた。
実施例 2
図 3 3は、 この例のプリント配線板 4 4の断面図である。 この例では、 基本的 には実施例 1と同様であるが、 工程(17)において、 表層の導体回路 (はんだパッ ド用導体回路) の粗化面を、 図 9〜図 1 2に示すような金属層 5 1で被覆した。 金属としてはニッケルを用い、 被覆には、 無電解めつきを用いた。 得られたニッ ゲル層の厚さは、 0 . 0 4 z mであった。
また、 この例では、 工程(18)〜(21)によって、 ソルダーレジスト層 3 8の開口 部に、 図 3 3に示すような、 ニッケル層 5 1上のニッケルめっき層 5 2と、 その 上の金めつき層 5 3とを介して、 はんだバンプ (はんだ体) 5 4を形成した。 実施例 3
基本的に実施例 2と同様であるが、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面を被覆す る金属層として、 無電解めつきによるニッケル層の代わりに、 置換めつきによる スズ層を用いた。 このスズ層の厚さは、 0 . 0 3〃mであった。
実施例 4
基本的に実施例 2と同様であるが、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面を被覆す る金属層として、 無電解めつきによるニッケル層の代わりに、 無電解めつきによ る亜 層を用いた。 この亜鉛層の厚さは、 0 . 0 5 z mであった。
実施例 5 基本的に実施例 2と同様であるが、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面を被覆す る金属層として、 無電解めつきによるニッケル層の代わりに、 蒸着による金属層 を用いた。 この金属層は、 鉄及びコバルトからなり、 0 . 0 5 mの厚さを有し ていた。
実施例 6
実施例 1の(1) 〜(14)の工程の後、 更に次の工程を経て、 図 3 4に示すプリン ト配線板 4 5を製造した。
(22)前記実施例 1の (6)〜(14)の工程を繰り返すことにより、 更に上層の導体 回路を形成し、 多層配線基板を得た。 これらの工程を得て形成された内層導体回 路は、 図では示していない。 なお、 図 3 4では、 プリント配線板の最外層のはん だパッ ド用導体回路は、 実施例 1の(14)の工程で形成された導体回路 (はんだパ ッ ド用導体回路) 3 0, 3 1で示した。
(23)このようにして、 表層の導体回路 3 0, 3 1を形成したプリント配線板に、 アルカリ脱脂してソフトエッチングして、 次いで、 塩化パラジウムと有機酸から なる触媒溶液で処理して、 P d触媒を付与し、 この触媒を活性化した後、 硫酸銅 3 . 2 X 1 0 2モル/ L、 硫酸ニッケル 3 . 9 X 1 0 3モル/ L、 クェン酸ナト リウム 5 . 4 X 1 0 2モル/ L、 次亜リン酸ナトリウム 3 . 3 X 1 0— 'モル ZL、 界面活性剤 (日信化学工業製、 サーフィール 4 6 5 ) 1 . 1 X 1 0 4モル Z L、 p H = 9からなる無電解めつき液に浸漬し、 浸漬 1分後に、 4秒当たり 1回に割 合で振動、 揺動させて、 導体回路 3 0 , 3 1の表面に C u— N i— Pからなる針 状合金の粗化層 3 9を設けた。
(24)次いで、 粗化層 3 9上に防錡層 1 0 8を施した。 防锖剤としては、 1, 2, 3 ベンゾトリアゾ一ルを用い、 この防锖剤を 1 5重量%で配合した液に、 温度 4 5 °C、 1分間で、 粗化層 3 9を浸潰して、 その後水洗し、 粗化層 3 9上に防鲭層 1 0 8を設けた。
(25)その後、 実施例 1の(18)及び(19)の工程に従って、 図 3 4に示すように、 はんだパッ ド部分 3 6 (バイァホールとそのランド部分 3 7を含む) を開口した
(開口径 200〃m) ソルダ一レジスト層 (厚み 20〃m) 3 8を形成し、 プリント 配線板を製造した。 なお、 開口部内の防靖剤、 ソルダ一レジスト層の残さ成分を、 酸素プラズマ ( 九州松下 (株) 製、 プラズマクリーニング装置、 型番 P C 1 2 F - G) によって 除去した。 プラズマ処理では、 真空状態にした中に、 プリント配線板を置き、 プ ラズマ放射量 1 0 0 0 W、 酸素供給圧 0 . 4 M P a、 供給量 5 0 0 s e c . ZM、 処理時間 2分を用いた。
(26)次に、 プラズマ処理した基板を、 実施例 1の (20)及び (21)の工程に従い、 図 3 4に示すように、 開口部 3 6, 3 7にニッケルめっき層 5 5とその上の無電 解金めつき層 5 6とを形成し、 はんだバンプ 5 7を有するプリント配線板 4 5を 製造した。
(27)このプリント配線板を、 ルーターを持つ装置で適当な大きさに分割切断し た後、 プリント配線板の短絡、 断線を検査するチヱッカー工程を経て、 所望の該 当するプリント配線板を得た。 なお、 製品認、識文字等を形成するための文字印刷 工程やソルダーレジス卜層上の改質のために、 酸素や四塩化炭素等のプラズマ処 理を適時入れてもよい。
(28)その後、 適当な取り付け装置により、 この多層プリント配線板のターゲッ トマークを用いて、 倒すプリント配線板側のはんだバンプと対応する品種の I C チップのバンプとを位置合わせして、 リフローすることにより、 該はんだバンプ とバンプとを接合させる。 しかる後、 該 I Cチップと多層プリント配線板との間 にアンダーフィノレ樹脂を充塡した。 それによつて I Cチップが接続したプリント 配線板を得た。
実施例 7
基本的に実施例 6と同様である力 \ 実施例 7では、 粗化面の形成をィミダゾ— ル銅 (I I) 錯体 1 0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、 メック社商品名 「メックエッチボンド」 にて、 スプレイを施 して、 搬送ロールにて送ることでエッチング処理して、 厚さ 3 mの粗化面を形 成した。 その後、 実施例 6と同様の防靖剤を、 常温でスプレーによって吹き掛け て、 粗化面上に防銪層を設けた。
実施例 8
基本的に実施例 6と同様であるが、 実施例 8では、 酸化浴 (黒化浴) として、 NaOH (lOg/L) 、 NaC102 (40g/L) 、 Na3 P04 (6 g/L) を用い、 還元 浴として、 NaOH (10g/L) 、 NaBH4 (6 g/L) を用いた黒化一還元処理にて 最大高さ 3 の粗化面を形成させた。
その後、 防锖剤として、 トリノレトリアゾ一ルの 1 0重量%配合液をロールコー ターで両面一度に塗布して、 粗ィヒ面上に防靖層を施した。
実施例 9
図 3 5は、 この例のプリント配線板 46の縦断面図である。 基本的に実施例 6 と同様である力く、 実施例 9では、 粗化層 3 9の形成後に、 スズ層 1 09を置換め つきによって、 厚さ 0. 0 3〃mで形成させ、 その後、 防銪剤として、 トリノレト リアゾ一ルを 1 0重量%酉己合した液に、 はんだパッ ド用導体回路のスズ層 1 09 を、 温度 5 0°C、 浸漬時間 1分で、 浸潰して、 スズ層 1 09上に防錡層 1 1 0を 設けた。
実施例 1 0
基本的に実施例 6と同様であるが、 実施例 1 0では、 イミダゾ—ル銅 (II) 錯 体 1 0重量部、 グリコ一ノレ酸 7重量部、 塩化カリウム 5重量部からなるエツチン グ液、 メック社商品名 「メックエッチボンド」 にて、 スプレイを施して、 搬送口 —ルにて送ることでエッチング処理して、 最大高さが 3〃mの粗化面を形成した c この形成した粗化面上に、 0. 04 の厚さのニッケル層を無電解めつきによ り形成した。
その後、 防銷剤として、 1, 2, 3—べンゾ卜リアゾール 5重量%と、 トリル トリァゾ一ル 5重量%とを配合した液に、 二ッゲル層を温度 5 5。C、 浸漬時間 4 5秒間で浸潰させて、 粗化面上に防銪層を施した。
実施例 1 1
基本的に実施例 6と同様であるが、 実施例 1 1では、 酸化浴 (黒化浴) として、 NaOH (10g/L) 、 NaC102 (40g/L) 、 Na3 P04 (6 g/L) を用い、 還元 浴として、 NaOH (lOg/L) 、 NaBH, (6 g/L) を用いた黒化一還元処理にて、 最大高さ 3 zmの粗化面を形成させた。
形成した粗化面上に、 亜鉛層をスパッタによって、 厚さ 0. 0 5〃mで施し、 その後、 防錡剤として、 し 2, 3—べンゾトリアゾ一ル 5重量%と、 トリノレ卜 リアゾ一ル 5重量%とを配合した液を、 常温でスプレーによって、 亜鉛層に吹き 掛けて、 粗化面上に防錡層を施した。
比較例 1及び 2
基本的に実施例 1と同様であるが、 比較例 1では、 表層の導体回路に、 酸化浴 (黒化浴) として、 NaOH (10g L) 、 NaC102 (40g/L) 、 Na3P04 (6 g/ L) を用い、 還元浴として、 NaOH (10g/L) 、 NaBH4 (6 g/L) を用いた黒 化一還元処理にて粗化面を形成させた。 また、 比較例 2は、 表層の導体回路に、 硫酸銅 3. 2 X 1 0—2モル ZL、 硫酸ニッケル 3. 9 X 1 0— 3モル ZL、 錯化剤 5. 4 X 1 0— 2モル ZL、 次亜リン酸ナトリウム 3. 3 X 1 0— 1モル/ L、 界面 活性剤 (曰信化学工業製、 サーフィール 46 5 ) 1. 1 X 1 0—4モル ZL、 pH = 9からなる無電解めつき液より銅—ニッケル—リンからなる針状合金によって 粗化層を形成させた。 比較例 1及び 2のプリント配線板においても、 実施例 1と 同様の通常配線と微細配線の部分、 配線密度が疎の部分と配線密度が密の部分を 設けた。
比較例 3
基本的に実施例 2と同様であるが、 表層の導体回路に、 酸化浴 (黒化浴) とし て、 NaOH (10g/L) 、 NaC102 (40g/L) 、 Na3P04 (6 gZL) を用い、 還 元浴として、 NaOH (10g/L) 、 NaBH4 (6 g/L) を用いた黒化—還元処理に て粗化面を形成させた。 この例のプリント配線板においても、 実施例 1と同様の 通常配線と微細配線の部分、 配線密度が疎の部分と配線密度が密の部分とを設け た。
比較例 4
基本的に実施例 2と同様であるが、 表層の導体回路に、 硫酸銅 3. 2 X 1 0一2 モル/ L、 硫酸ニッケル 3. 9 X 1 0— 3モル/ L、 錯化剤 5. 4 X 1 0— 2モル Z L、 次亜リン酸ナトリウム 3. 3 X 1 0 1モル/ L、 界面活性剤 (日信化学工業 製、 サ一フィ一ル 4 6 5 ) 1. 1 1 0-4モル/ 、 pH= 9からなる無電解め つき液より銅一ニッケル一リンからなる針状合金によつて粗化層を形成させた。 この例のプリント配線板においても、 実施例 1と同様の通常配線と微細配線の部 分、 配線密度が疎の部分と配線密度が密の部分とを設けた。 比較例 5
基本的に実施例 6と同様であるが、 比較例 5では、 粗化面に防靖剤を施さなか つた。
比較例 6
基本的に実施例 7と同様であるが、 比較例 6では、 粗化面の形成をイミダゾー ル銅 (Π) 錯体 1 0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、 メック社商品名 「メックエッチボンド」 にて、 スプレイを施 して、 搬送ロールにて送ることでエッチング処理して、 厚さ 3 // mの粗化面を形 成した。 粗化面に防銪剤を施さなかった。
ソルダーレジスト層の剝がれ試験
実施例 1、 比較例 1及び 2で製造したプリント基板について、 ソルダーレジス ト層形成後と信頼性試験 (ヒートサイクル条件) 後に、 ソルダーレジスト層の剝 力れを試験した。 なお、 導体回路間の接続不良の有無を、 配線密度が疎と密の部 分で比較し、 開口部底部の有機残さの残りを確認した。 結果を表 1に示す。 (表 1 ) 実施例と比較例の評価結果
Figure imgf000043_0001
* 1 顕微鏡 ( x 5 0 ) にて観察。
* 2 ヒー 卜サイ クル試験
1 2 0 °C、 一 2 0 t を繰り返し 1 0 0時間行つた
その後、 ソルダーレジス ト層を顕微鏡 ( X 5 0 ) て親察,
* 3 電子走査顕微鏡 ( X 5 0 0 0 ) にて観察 表 1に示すように、 実施例 1のプリン卜配線板では、 レジスト層の剥がれや、 導体回路の接続不良の発生がなく、 有機残さの残りも発見されなかった。 比較例
1のプリント配線板では、 ヒートサイクル後に配線密度が疎の部分で剥がれが発 生し、 比較例 2のプリント配線板では、 導体回路の接続不良が発生し、 開口部底 部に有機残さ残りが確認された。
ソルダ一レジスト層の剝がれ試験及びはんだバンプの剝がれ試験
実施例 2〜5、 比較例 3及び 4で製造したプリント基板について、 はんだバン プ形成後と信頼性試験 (ヒートサイクル条件) 後に、 ソルダーレジスト層及びは んだバンプの剥がれ、 クラックなどを検査し、 はんだバンプのシヱァ一強度を SiJ 定し、 また、 チヱッカーにて導通試験を行い、 断線、 短絡の有無を判定した。 結 果を表 2に示す。
(表 2 ) 実施例 2 ~ 5と比較例 3及び 4の評価
Figure imgf000045_0001
* 1 : ヒ一トサイクル試験 (液槽 135°C Z 3分と— 65で 3分) を 1 サイクルとして、 1 0 0 0サイクル実施後に測定した。
* 2 : 切断した断面を、 顕微鏡 (X 5 0 ) で検査した。
* 3 : はんだバンプと B G Aパッ ドの導通を確認した。 接触抵抗値が 1 Ω 以下の場合を 「良」、 接触抵抗値が 1 Ωを超える場合を 「不良」 とした。
* 4 : はんだバンプにプルテス夕一の先端を取り付けて垂直に引っ張り、 は んだバンプが取れたときのプルテスターの数値を読みとつた。
表 2に示すように、 実施例 2 5のプリン卜配線板は、 比較例 3及び 4の配線 板と比べ、 いずれも、 ソルダーレジスト層及びはんだバンプの剝がれ、 クラック がなく、 導通試験及びはんだバンプのシヱァ一強度に優れていた。 また、 信頼性 試験後も、 ソルダーレジスト層及びはんだバンプの強度が十分に保て、 断線、 短 絡等が無かった。
実施例 6 1 1、 比較例 5及び 6で製造したプリント基板について、 はんだバ ンプ形成後と信頼性試験 (ヒートサイクル条件: 1 2 0 °C - 2 0 °Cの繰り返し を 1 0 0時間) 後に、 ソルダーレジスト層及びはんだバンプの剥れ、 クラックを 検査し、 はんだバンプのシヱァ一強度を測定し、 また、 チヱッカ一にて導通試験 を行い、 断線、 短絡の有無を判定した。 結果を表 3及び 4に示す。
(表 3 )
実施例 6 9の評価結果
Figure imgf000046_0001
* 1 : ヒートサイクル試験 (液槽 135でノ 3分とー65で 3分) を 1 サイクルとして、 1 0 0 0サイクル実施後に測定した。
* 2 : 切断した断面を、 顕微鏡 (X 5 0 ) で検査した。
* 3 : はんだバンプと B G Aパッ ドの導通を確認した。 接触抵抗値が 1
Ω以下の場合を 「良」、 接触抵抗値が 1 Ωを超える場合を 「不 良」 とした。
* 4 : はんだバンプにプルテスタ一の先端を取り付けて垂直に引っ張り, はんだバンプが取れたときのプルテス夕一の数値を読みとつた。 (表 4 ) 実施例 1 0 、 及び比較例 5 、 6の評価結果
Figure imgf000047_0001
* 1 : ヒ一トサイクル試験 (液槽 135で 3分と 65 : Z 3分) を 1
サイクルとして、 1 0 0 0サイクル実施後に測定した。
* 2 : 切断した断面を、 顕微鏡 (X 5 0 ) で検査した。
* 3 : はんだバンプと B G Aパッ ドの導通を確認した。 接触抵抗値が 1
/■ί Ω以下の場合を 「良」、 接触抵抗値が 1 Ωを超える場合を 「不 良」 とした。
* 4 : はんだバンプにプルテスターの先端を取り付けて垂直に引っ張り、 はんだバンプが取れたときのプルテスターの数値を読みとつた。
ソルダ一レジスト層の開口後、 顕微鏡 (X 5 0 ) で観察したところ、 比較例の プリント配線板では、 開口部に樹脂残りが見られたが、 実施例のプリント配線板 では、 いずれも、 樹脂残りは見られなかった。 また、 表 3及び 4に示すように、 実施例 6 1 1のプリン卜配線板は、 比較例 5及び 6と比べ、 いずれも、 ソルダ レジスト層及びはんだバンプの剝れ、 クラックがなく、 導通試験及びはんだバ ンプのシヱァ一強度に優れていた。 また、 信頼性試験後も、 ソルダーレジス卜層 及びはんだバンプの強度が十分に保て、 断線、 短絡等が無かった。
産業上の利用可能性
上述したように、 本発明のプリント配線板では、 所定形状の粗化面がはんだパ ッ ド用導体回路の表面に形成されており、 この粗ィヒ面を介してソルダーレジスト 層が強固に密着しており、 はんだバンプ形成部でソルダーレジス卜層が除去され て、 導体回路とソルダ一レジスト層との接触面積が少なくなつた場合や、 導体回 路が微細配線からなり、 配線密度が疎の状態でも、 導体回路とソルダーレジスト 層との十分な密着性を確保することができる。
また、 本発明のプリント配線板では、 はんだバンプ形成用の開口部に露出する 粗化面上に、 ソルダーレジスト樹脂の残さが残らず、 バンプ下金属との密着性に 優れ、 はんだ くンプ形成部に導通不良を弓 Iき起こさない。
さらに、 本発明のプリント配線板は、 はんだパッド用導体回路の粗化面が金属 層で被覆されることによって、 ソルダーレジスト層との密着性やバンプ下金属と の密着性に優れた形状及び強度が保持されているので、 はんだバンプの強度が著 しく高まり、 はんだバンプの脱落を防止することができる。
本発明のプリント配線板によれば、 はんだパッド用導体回路の粗化面が、 防锖 層によって保護されており、 はんだパッ ド用導体回路の変質が防止され、 ソルダ 一レジスト層及びはんだパッ ドと密着性に優れた粗化面形状が保持されているた め、 微細化され、 配線状態が疎に形成されるはんだパッ ド用導体回路とソルダー レジスト層との密着性を高められ、 高温や高圧に曝されるはんだバンプ形成部に おいても、 かかる導体回路とソルダ一レジスト層とが強固に密着して剝離せず、 はんだバンプ形成部に導通不良を引き起こさない。
また、 本発明のプリント配線板によれば、 はんだパッ ド用導体回路の粗化面が、 所定の金属からなる防銪層用金属層によつて被覆され、 防銪層によつて保護され ているため、 ソルダーレジスト層の一部を開口してはんだパッ ドを施しても、 は んだパッ ド用導体回路の表面が、 はんだパッ ドとの密着性に優れた形状を保持し ているとともに、 ソルダーレジスト層由来の樹脂が残らないので、 はんだパッ ド 用導体回路とソルダ一レジスト層及びはんだパッ ド用導体回路とはんだパッドの 密着性や強度が向上されて、 バンプ下金属との密着性に優れたはんだバンプ力形 成される。

Claims

請 求 の 範 囲 . はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上のソルダ一レジス ト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダ一レジスト. 層に形成されているプリント配線板において、
前記はんだパッド用導体回路が、 第二銅錯体と有機酸とを含有するエツチン グ液によって処理された粗化面を有しており、 前記ソルダーレジスト層が前記 粗ィ匕面上に設けられていることを特徴とする、 プリント配線板。
. はんだパッド用導体回路と前記はんだパッド用導体回路上のソルダーレジス ト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダ一レジスト 層に形成されているプリント配線板において、
前記はんだパッ ド用導体回路が粗化面を有しており、 前記粗化面が複数の錨 状部と窪み部と稜線とを有し、 前記錨状部と前記窪み部と前記稜線とが分散形 成されてなり、 隣り合う前記錨状部が前記稜線によつて繫がつてなるとともに、 前記窪み部が、 前記錨状部と前記稜線とによって囲まれてなり、 前記ソルダー レジスト層が前記粗化面上に設けられていることを特徴とする、 プリント配線 板。
. はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上のソルダーレジス ト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジスト 層に形成されているプリント配線板において、
前記はんだパッ ド用導体回路が、 第二銅錯体と有機酸とを含有するエツチン グ液によって処理された粗化面を有しており、 前記粗化面が、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴 金属からなる群より選ばれる少なくとも 1種の金属の金属層によって被覆され ており、 前記ソルダーレジス卜層が前記金属層上に設けられていることを特徴 とする、 プリント配線板。
. はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上のソルダーレジス 卜層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダ一レジスト 層に形成されているプリント酉已線板において、 前記はんだパッ ド用導体回路が粗化面を有しており、 前記粗化面が複数の錨 状部と窪み部と稜線とを有し、 前記錨状部と前記窪み部と前記稜線とが分散形 成されてなり、 隣り合う前記錨状部が前記稜線によつて繫がつてなるとともに、 前記窪み部が、 前記錨状部と前記稜線とによって囲まれてなり、 前記粗化面が、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれる少なくとも 1種の金属の金属層に よって被覆されており、 前記ソルダ一レジスト層が前記金属層上に設けられて いることを特徴とする、 プリント配線板。
5 . 前記はんだパッ ド用導体回路の線幅が、 5 0〃m以下であることを特徴とす る、 請求項 1〜 4のいずれ力、一項記載のプリント配線板。
6 . 前記金属層が、 0 . 0 1〜1〃mの厚みを有することを特徵とする、 請求項 3〜 5のいずれか一項記載のプリント配線板。
7 . 前記窪み部が、 金属結晶粒子のエッチングによって形成されていることを特 徴とする、 請求項 2又は 4記載のプリント配線板。
8 . 前記窪み部が、 略多面体形状に抉られていることを特徴とする、 請求項 2又 は 4記載のプリント配線板。
9 . 前記稜線が、 隣り合う金属結晶粒子の脱落によって形成されていることを特 徵とする、 請求項 2又は 4記載のプリント配線板。
1 0 . 前記稜線が枝分かれしていることを特徴とする、 請求項 2又は 4記載のプ リント配線板。
1 1 . 前記稜線が尖っていることを特徵とする、 請求項 2又は 4記載のプリント 酉己線板。
1 2 . 前記錨状部が、 前記錨状部の周囲の金属結晶粒子のエッチングによって形 成されていることを特徴とする、 請求項 2又は 4記載のプリント配線板。
1 3 . 前記各錨状部が各々分散しており、 前記錨状部が、 前記窪み部と前記稜線 とによって囲まれていることを特徴とする、 請求項 2又は 4記載のプリン卜配 線板。
1 4 . 前記粗化面が、 0 . 5〜1 0〃mの最大粗度 (R m a x ) を有することを 特徴とする、 請求項 1〜4のいずれか一項記載のプリン卜配線板。
5 . 前記粗化面が、 2 5 m " 当り、 平均 2〜1 0 0個の前記錨状部と、 平均 2〜1 0 0個の前記窪み部とを有していることを特徴とする、 請求項 2又は 4 記載のプリント配線板。
6 . はんだパッド用導体回路と前記はんだパッド用導体回路上のソルダーレジ スト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジス ト層に形成されているプリント配線板において、
前記はんだパッド用導体回路が粗化面を有しており、 前記はんだパッド用導 体回路上に防锖層が設けられており、 前記防鲭層上に前記ソルダーレジスト層 が設けられていることを特徴とするプリント配線板。
7 . はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッド用導体回路上のソルダ一レジ スト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダ一レジス ト層に形成されているプリン卜配線板において、
前記はんだパッド用導体回路が粗化面を有しており、 前記粗化面上に、 チタ ン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビス マス及び貴金属からなる群より選ばれる少なくとも 1種の金属からなる防銪層 用金属層が設けられており、 前記防銪層用金属層上に防锖層が設けられており、 前記防銪層上に前記ソルダーレジスト層が設けられていることを特徴とするプ リント配線板。
8 . 前記粗化面が、 酸化一還元処理、 無電解めつき処理又はエッチング処理で 形成されていることを特徴とする、 請求項 1 6又は 1 7記載のプリント配線板。 9 . 前記粗化面が、 銅—ニッケル一リンからなる合金粗化層で形成されている ことを特徴とする、 請求項 1 6又は 1 7記載のプリント配線板。
0 . 前記粗化面が、 第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液で形成され ていることを特徴とする、 請求項 1 6又は 1 7記載のプリント配線板。
1 . 前記防靖層が、 1 , 2, 3 _ベンゾトリアゾール、 トリノレトリアゾール及 びこれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも 1種の防銷剤を含有して いることを特徴とする、 請求項 1 6 ~ 2 0のいずれか 1項記載のプリント配線 板。
2 . はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッ ド用導体回路上のソルダーレジ ス卜層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジス ト層に形成されているプリント配線板を得るにあたり、
前記はんだパッド用導体回路を、 第二銅錯体と有機酸とを含有するエツチン グ液によって処理し、 前記はんだパツド用導体回路上に粗化面を形成し、 前記 粗化面を、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 タリウム、 コバルト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より選ばれる少なくとも 1種の金属 の金属層により被覆し、 前記金属層上に前記ソルダーレジスト層を設けること を特徴とする、 プリント配線板の製造方法。
2 3 . 前記金属層の形成前に、 前記粗化面を 5 0〜2 5 0 °Cの温度の範囲内で熱 処理することを特徴とする、 請求項 2 2記載のプリント配線板の製造方法。
2 4 . はんだパッ ド用導体回路と前記はんだパッド用導体回路上のソルダーレジ スト層とを備えており、 はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジス ト層に形成されているプリント配線板を得るにあたり、 少なくとも、
( a ) 前記はんだパッ ド用導体回路に粗化面を形成する工程、
( b ) 前記はんだパッ ド用導体回路上に、 防锖層を設ける工程、
( c ) 前記防靖層上に前記ソルダーレジスト層を設ける工程、
( d ) 前記ソルダ一レジスト層及び前記防锖層に前記開口部を開口する工程、 及び
( e ) 前記開口部にはんだバンプを形成する工程
を経ることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2 5 . 前記 (a ) 工程の後、 前記はんだパッ ド用導体回路を、 5 0〜2 5 0 °Cの 温度の間で熱処理することを特徴とする、 請求項 2 4記載のプリント配線板の 製造方法。
2 6 . 前記 (a ) 工程の後、 前記粗化面に、 チタン、 亜鉛、 鉄、 インジウム、 夕 リウム、 コノ 'ノレト、 ニッケル、 スズ、 鉛、 ビスマス及び貴金属からなる群より 選ばれる少なくとも 1種の金属の金属層を被覆する工程を経ることを特徴とす る、 請求項 2 4記載のプリント配線板の製造方法。
2 7 . 前記 (a ) 工程の後、 前記金属層の形成前に、 前記はんだパッ ド用導体回 路を、 5 0〜2 5 0 °Cの温度の間で熱処理することを特徴とする、 請求項 2 6 記載のプリント配線板の製造方法。
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