JP2000307226A

JP2000307226A - プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2000307226A
Application number: JP11113359A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Yamada; 和仁山田; Yoichiro Kawamura; 洋一郎川村
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】半田バンプ内の空気を起因とするボイドの形
成を防止して、ＩＣチップなどの電子部品との接続を確
実にすることができ接続性、信頼性に優れたプリント配
線板を得るための製造方法を提案する。【解決手段】バイアホール１６０の凹部に半田ペース
ト７５で充填した後（工程Ａ）、再び半田ペースト７５
を開口７１内に充填し（工程（Ｂ））、その後、リフロ
ーにより半田バンプ７６を形成させる（工程（Ｃ）。凹
部部分に半田ペーストを充填させ平坦化させる。それに
より、バイアホール１６０上に形成される半田バンプ７
６Ｕと、平滑な導体回路１５８上に形成される半田バン
プ１５８との形状、高さを均一にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】ＩＣチップなどの電子部品の
パッドとの接続用の半田バンプを備えるプリント配線板
の製造方法に関するのもである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビルドアップ多層プリント配線板
は、例えば、特開平９−１３００５０号に開示される方
法にて製造されている。すなわち、ビルドアップ多層プ
リント配線板の導体回路の表面に、無電解めっきやエッ
チングにより粗化層を形成させる。そして、ロールーコ
ーターや印刷によって層間絶縁樹脂を塗布してから、露
光、現像して、層間導通のためのバイアホール開口部を
形成し、ＵＶ硬化、本硬化を経て層間樹脂絶縁層を形成
する。さらに、その層間絶縁層に酸や酸化剤などにより
粗化処理を施して粗化面を形成し、該粗化面にパラジウ
ムなどの触媒を付け、薄い無電解めっき膜を形成する。
そのめっき膜上にドライフィルムにてパターンを形成
し、電解めっきで厚付けしたのち、アルカリでドライフ
ィルムを剥離除去し、エッチングして導体回路を作り出
す。これを繰り返すことにより、ビルドアップ多層プリ
ント配線板が得られる。

【０００３】また、プリント配線板の最外層には、導体
回路を保護するために、ソルダーレジスト層を施す。半
田バンプを形成する際には、図１３（Ａ）に示すよう
に、ソルダーレジスト層２７０に、回路２５８及びバイ
アホール２６０を露出させるように開口２７１を設け
る。該開口２７１にて露出された回路２５８及びバイア
ホール２６０が半田パッド２７７を形成する。そして、
図示しなし半田印刷用マスクを用いて、図１３（Ｂ）に
示すように開口２７１内に半田ペースト２７５を印刷す
る。その後、リフローを行うことで、図１３（Ｂ）に示
すように半田パッド２７７上に半田バンプ２７６を形成
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、凹部の
有る半田パッド上に施された半田バンプに、ボイドが形
成されることがあった。特に、図１３（Ｃ）に示すよう
にバイアホール２６０に形成された半田バンプ２７７に
は、凹部内および凹部付近にボイド２７９が形成され易
い。即ち、図１３（Ｂ）に示すように、バイアホール２
６０の凹部内に半田ペーストを印刷する時点で、ボイド
２７９が紛れ込み、リフローの際にもボイドが抜けず
に、そのまま半田バンプ２７６内に残ることがあった。

【０００５】ここで、半田バンプ内に形成されたボイド
は、ＩＣチップへのリフロー接着時やＩＣチップなどの
電子部品の動作時に発生した熱により、拡散あるいは膨
張したりする。それにより、半田バンプ或いは半田パッ
ドの剥がれ、クラックが発生して、接続性、信頼性に影
響を与えた。ＩＣチップの高密度化に伴い半田パッドも
微細化、ファイン化になり、微細なボイドの与える影響
が顕著に表れるようになっている。

【０００６】このため、本発明者は、ボイドを低減のた
めに半田ペーストの粘度を下げて行うことを検討した。
しかし、低粘度の半田ペーストでは印刷後に所望の形状
を保つことができず、ソルダーレジスト層に半田ペース
トが流れ出してしまい、ハンダバンプでの短絡を引き起
こした。また、所望の形状を保つことができず、リフロ
後に半田バンプの形状、高さの均一性が損なわれ、ＩＣ
チップなどの電子部品とのバンプと未接続になることが
あった。

【０００７】また、半田印刷用マスクの開口径の変更、
印刷時の塗布速度の調整、印刷圧力などの変更も行った
が、望ましい結果を得ることができなかった。

【０００８】更に、半田ペーストを均一に充填してある
ため、図１３（Ｃ）に示すように平滑な回路２５８上に
形成された半田バンプ２７６と、凹部を有するバイアホ
ール２６０上に形成された半田バンプ２７６とで高さ
（Ｈ３、Ｈ４）、及び、形状（球体の径Ｒ３，Ｒ４）が
異なるという課題もあった。ここで、半田バンプ２７６
の高さが異なると、ＩＣチップと接続できなくなる。ま
た、形状が均一でないと、ＩＣチップなどの電子部品の
バンプに半田ペーストが収まらないことがあり、実装後
にＩＣチップに傾きが生じて断線したりする。

【０００９】本発明の目的は、半田バンプ内の空気を起
因とするボイドの形成を防止して、ＩＣチップなどの電
子部品との接続を確実にすることができ接続性、信頼性
に優れたプリント配線板を得るための製造方法を提案す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者が鋭意研究した結
果、ソルダーレジスト層から露出した半田パッドの凹部
に半田ペーストで充填した後、半田バンプを形成させ
る、つまり、半田印刷を２回以上に分けて行うことによ
り前述の問題を防止できることが分かった。また、半田
パッドの凹部部分に半田ペーストが充填されることによ
り、半田パッドの底面が平坦化される。それにより、バ
イアホール上に形成される半田バンプと、平滑な導体回
路上に形成される半田バンプとの形状、高さを均一にす
る。

【００１１】本発明のプリント配線板の製造方法におい
ては、種々の工程を経て、導体回路上にソルダーレジス
ト層を施したプリント配線板において、ソルダーレジス
ト層の開口を介して導体回路を半田パッドとする。導体
回路上には、粗化層が形成されている。その粗化層によ
り、ソルダーレジスト層との密着を確保させている。前
述の粗化層は、平均粗度で０．５〜１０μｍの範囲にあ
る。特に望ましいのは、１〜５μｍの範囲であり、その
形成には、無電解めっき、エッチング、酸化−還元処理
や研磨処理などにより行われる。また、ソルダーレジス
ト層の厚みは、５〜７０μｍの範囲で形成されるのがよ
い。５μｍ未満である場合は、半田パッドとして機能し
ない。７０μｍを越えると開口部の形成がしにくくなる
からである。また、ソルダーレジスト層の開口は、フォ
トビア、レーザ、パンチングなどで形成する。開口部の
形状は、円形、長円形、正方形、長方形などがあるが、
特に形状は特定しないが円形がもっとも望ましい。

【００１２】半田パッドから露出した導体回路は、２通
り構造に大別される。一つは、フラットな回路上に形成
され、平坦であり、他方はバイアホール上に形成され、
その中心には凹部を有する。前述の凹部の径は、１０〜
１２０μｍの範囲にある。

【００１３】半田パッドには、ニッケル、パラジウム、
金、銀、白金等の耐食性金属で被覆させる。その例とし
ては、ニッケル−金、ニッケル−銀、ニッケル−パラジ
ウム、ニッケル−パラジウム−金などがある。その形成
には、めっき、蒸着、電着などのよって行われる。膜の
均一性という点では、めっきを用いることが望ましい。

【００１４】半田パッドに凹部が形成された個所に半田
ペーストを充填する。充填は、主として凹部を埋めるた
めに行う。それにより、半田パッドの表面を平坦化し
て、その後に半田バンプを形成し易くする。充填は、印
刷、ポッティングや半田めっきのいずれか方法で行う
が、一度に充填でき、半田ペーストの充填量を制御しや
すい印刷で行うのが望ましい。その印刷のために半田パ
ッドの凹部に該当する部分が開口したマスクを形成させ
る。マスクの開口する径は、ソルダーレジスト層の半田
パッド径より小さいものを開口させる。

【００１５】凹部に先に半田ペーストが充填されるた
め、半田パッドの凹部周辺に、ボイドが形成されなくな
る。また、バイアホールの凹部が平坦化されるために、
凹部のないフラットな導体回路と同一条件になるため
に、同量の半田ペーストを印刷することで、高さ、形状
の均一な半田バンプを形成できる。

【００１６】本発明に使用する半田パッドの凹部充填す
る半田ペースト（第１回目に用いる半田ペースト）の特
性、組成は、半田バンプ形成用半田ペースト（２回目に
用いる半田ペースト）と同じである方が望ましい。特に
組成は同じである方がよい、それにより半田バンプ内に
おける金属拡散やＩＣチップなどの電子部品から伝達信
号の遅延などを生じせしめない。半田パッド充填用の半
田ペーストの粘度は、半田バンプ形成用の半田ペースト
より低いものを使用するのがよい。そのために、ペース
トに溶剤、フラックスを加えたり、はんだ粒径を小さく
することができる。その粘度の差は、１０〜２００Ｐ
ａ．ｓである方が望ましい。特には５０〜１５０Ｐａ．
ｓが良い。その理由は粘度調整がしやすくボイドが抜け
易いからである。

【００１７】また、半田ペーストの半田パッドの凹部に
充填して、リフローを行った後、半田バンプを形成する
ことも可能である。それにより、凹部内で発生するボイ
ドを確実に除去でき、半田パッド内を平坦にできる。即
ち、従来ボイドは、平坦な導体回路上ではなく、半田パ
ッドの凹部にて発生していたため、該凹部に予め半田ペ
ーストを充填することでボイドの発生を防ぐことができ
る。なお、半田ペーストの粘度や粒径によっては半田パ
ッドの凹部の充填後、リフローを行うことなく、半田バ
ンプ形成用の半田ぺーストを印刷してもよい。

【００１８】半田ペーストの印刷に用いる半田バンプ形
成用マスクは、印刷用の通孔は、プリント配線板側のソ
ルダーレジスト層に向かってストレートであるか、ある
いは、徐々に拡径するテーパが形成されてもよい。テー
パは、プリント配線板に対する印刷用マスクの開口部の
ソルダーレジスト側における半径と半田ペーストを充填
する側の開口部の半径との差が０〜２５μｍであるのが
よい。特に５〜１５μｍのテーパ幅が望ましい。このよ
うなテーパを設けることにより、半田ペーストのマスク
の抜けが向上されるので、半田パッドへの充填が改善さ
れる。それにより、形成される半田バンプの形状、大き
さを均一に保持できる。特に、バイアホールへの充填性
を高めさせ、プリント配線板の性能、品質を向上させる
ことができる。

【００１９】本発明に用いられるマスクの材質として
は、例えばニッケル合金、ニッケル−コバルト合金等の
メタルマスク、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等のプラ
スチックマスク等がある。しかし、マスクの材質は特に
限定はなく、プリント配線板の製造用印刷マスク、その
他の印刷マスクで用いられている材質すべてを用いるこ
とができる。マスクの通孔の形成方法としては、エッチ
ング、アディテイブ加工、レーザ加工等が上げられる
が、特にアディテイブ加工が好適である。

【００２０】マスクの厚みは、２０〜７０μｍである方
が望ましい。特に、３５〜５０μｍの厚みであるものが
よい。その理由としては、半田ペーストの開口部の抜け
性やバイアホール内への充填での問題が起きにくいから
である。そのために、半田ペーストの変更、粘度におけ
る開口径などのマスクの設計変更がし易くなる。マスク
厚みが２０μｍ未満であると、形成されるバンプの高さ
が均一になりにくく、望ましい幅のテーパを形成するの
が難しくなる。更に、マスク自身が破損し易くなり、作
業効率が低下する。一方、逆にマスクの厚みが７０μｍ
を越えると、半田ペーストの抜け性が低下してしまい、
開口部内にペーストが残留してしまうので、半田バンプ
の形状、高さに均一でなくなることがある。このため、
高密度、ファイン化になるにつれて、半田バンプを形成
できなくなる。

【００２１】本発明の半田バンプ形成に用いられる半田
ペーストについては、一般にプリント配線板の製造で使
用されているものを全て用いることができる。半田ペー
ストとして使用されるものの例を挙げると、Ｓｎ：Ｐｂ
＝６３：３７、Ｓｎ：Ｐｂ：Ａｇ＝６２：３６：２、Ｓ
ｎ：Ａｇ＝９６．５：３．５等がある。特にＳｎ：Ｐｂ
が９：１〜４：６の範囲のものを用いるのがよい。半田
粒子径５〜４０μｍの範囲のものを用い、特には５〜２
５μｍが良い。半田の抜け性が向上するからである。塗
布時の半田ペーストを、２３℃において、粘度１００〜
４００Ｐａ．ｓで使用するのがよい。その理由として
は、半田ペーストの１００Ｐａ．ｓより低い場合は、半
田バンプの形状を保持できず、４００Ｐａ．ｓより高い
場合は、半田ペーストをソルダーレジスト層上の開口内
へ効率よく充填できないからである。

【００２２】半田印刷形成用スキージ（本発明では、凹
部充填用スキージと半田バンプ形成用スキージの双方を
意味する）の材質は特に限定されず、例えば、ポリエチ
レンなどのゴム、Ｎｉ、ステンレスなどの金属、セラミ
ックなど一般にプリント配線板の印刷に用いられる材質
が挙げられるが、スキージの目減り、摩耗による再現性
や半田ペーストへの異物混入を考慮すると、金属製のも
のが望ましい。

【００２３】印刷により半田バンプ（リフロー前の状
態）を所望の高さ（５〜５０μｍ）に形成できる。各半
田バンプの高さ、形状は均一されている。

【００２４】最後に、リフローを行い半田バンプを形成
する。リフロー条件としては、半田の組成に合わせて窒
素などを用いて温度１５０〜３００℃の範囲で行われ
る。

【００２５】上記工程を経て形成された半田バンプは、
全てが半球円状であり、高さを均一にできる。該高さ
は、５〜５０μｍの範囲で調整できる。また、本発明で
は、バイアオン内の半田粘度とそれ以外の半田粘度を変
えることが出来るため、ボイドの発生を減少することが
出来る。必要に応じて、半田バンプを加圧ヘッドにより
平坦化を行う。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
説明する。先ず、本発明の第１実施例に係るプリント配
線板の構成について、図７及び図８を参照して説明す
る。本実施例では、プリント配線板として多層プリント
配線板について説明する。図７は、該多層プリント配線
板１０の断面図を、図８は、図７に示す多層プリント配
線板１０にＩＣチップ９０を取り付けた状態を示してい
る。図７に示すように、多層プリント配線板１０では、
コア基板３０の表面及び裏面に導体回路３４、３４が形
成され、更に、該導体回路３４、３４の上にビルドアッ
プ配線層８０Ａ、８０Ｂが形成されている。該ビルトア
ップ配線層８０Ａ、８０Ｂは、バイアホール６０及び導
体回路５８の形成された層間樹脂絶縁層５０と、バイア
ホール１６０及び導体回路１５８の形成された層間樹脂
絶縁層１５０とからなる。該バイアホール１６０及び導
体回路１５８の上層にはソルダーレジスト７０が形成さ
れており、該ソルダーレジスト７０の開口部７１を介し
て、バイアホール１６０及び導体回路１５８に半田バン
プ７６Ｕ、７６Ｄが形成されている。

【００２７】図８中に示すように、多層プリント配線板
１０の上面側の半田バンプ７６Ｕは、ＩＣチップ９０の
ランド９２へ接続される。一方、下側の半田バンプ７６
Ｄは、図示しないドーターボードのランドへ接続され
る。ここで、多層プリント配線板１０とＩＣチップ９０
との間には、アンダーフィル８８が充填され樹脂封止さ
れている。

【００２８】次に、図１０、図１１を参照して、ＩＣチ
ップ接続側の半田バンプ７６Ｕを形成するための半田印
刷用マスクについて説明する。本実施例では、バイアホ
ール１６０の凹部に印刷するための半田印刷用マスク
（凹部印刷用マスク）２０Ａと、全てのソルダーレジス
ト層７０の開口７１へ印刷するための半田印刷用マスク
（開口印刷用マスク）２０Ｂとを用いる。

【００２９】図１０（Ａ）は、凹部印刷用マスク（メタ
ルマスク）２０Ａの平面図を示し、図１０（Ｂ）は、図
１０（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示している。なお、図１０
（Ａ）中のＢ−Ｂ断面は、図７の多層プリント配線板３
０の断面に相当する。半田印刷用マスク２０は、厚さ５
０μｍのニッケル合金の薄膜からなり、多層プリント配
線板３０のバイアホール１６０の凹部に半田ペーストを
充填するため、バイアホール１６０の位置に対応させて
通孔２２Ａが形成されている。ここで、通孔２２Ａは、
バイアホール１６０の凹部（直径１２０μｍ）よりも小
径に、開口部の直径１００μｍ、底面（多層プリント配
線板と当接する側）の直径１１０μｍに形成され、幅５
μｍのテーパが付けられている。該半田印刷用マスク２
０Ａでは、厚さ５０μｍのニッケル合金の薄膜に、底面
側からアディテブ加工、又は、ＳＵＳ薄膜にレーザー加
工を施すことにより、テーパを設けた通孔２２Ａを形成
してある。

【００３０】図１１（Ａ）は、開口印刷用マスク（メタ
ルマスク）２０Ｂの平面図を示し、図１１（Ｂ）は、図
１１（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示している。なお、図１１
（Ａ）中のＢ−Ｂ断面は、図７の多層プリント配線板３
０の断面に相当する。半田印刷用マスク２０は、厚さ５
０μｍのニッケル合金の薄膜からなり、ソルダーレジス
ト層の開口７１に半田ペーストを充填するため、開口７
１の位置に対応させて通孔２２Ｂが形成されている。こ
こで、通孔２２Ｂは、ソルダーレジスト層７０の開口
（直径１３０μｍ）７１よりも大径に、開口部の直径１
６５μｍ、底面（多層プリント配線板と当接する側）の
直径１７５μｍに形成され、幅５μｍのテーパが付けら
れている。

【００３１】引き続き、上記多層プリント配線板１０の
製造方法について説明する。ここでは、先ず、第１実施
例の多層プリント配線板の製造方法に用いるＡ．無電解
めっき用接着剤、Ｂ．層間樹脂絶縁剤、Ｃ．樹脂充填
剤、Ｄ．ソルダーレジストの原料組成物の組成について
説明する。

【００３２】Ａ．無電解めっ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〕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％アクリル化物を80wt％の濃度でＤＭＤ
Ｇに溶解させた樹脂液を35重量部、感光性モノマー（東
亜合成製、アロニックス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〕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 1.0μｍのものを 7.2重量部、平均粒径
0.5μｍのものを3.09重量部、を混合した後、さらにＮ
ＭＰ30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〕イミダゾール硬化剤（四国化成製、
2E4MZ-CN）２重量部、光開始剤（チバガイギー製、イル
ガキュアＩ−907 ）２重量部、光増感剤（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。

【００３３】Ｂ．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〕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％アクリル化物を80wt
％の濃度でＤＭＤＧに溶解させた樹脂液を35重量部、感
光性モノマー（東亜合成製、アロニックスＭ315 ）４重
量部、消泡剤（サンノプコ製、Ｓ−65）0.5 重量部、Ｎ
ＭＰ 3.6重量部を攪拌混合して得た。〔樹脂組成物〕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 0.5μｍのものを 14.49重量部、を混合
した後、さらにＮＭＰ30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〕イミダゾール硬化剤（四国化成製、
2E4MZ-CN）２重量部、光開始剤（チバガイギー製、イル
ガキュアＩ−907 ）２重量部、光増感剤（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。

【００３４】Ｃ．樹脂充填剤調製用の原料組成物〔樹脂組成物〕ビスフェノールＦ型エポキシモノマー
（油化シェル製、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 1.6μｍのSiＯ２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（15μｍ）以下とする） 170重量部、レ
ベリング剤（サンノプコ製、ペレノールＳ４）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±
１℃で45,000〜49,000cps に調整して得た。〔硬化剤組成物〕イミダゾール硬化剤（四国化成製、2E4MZ-CN）6.5 重量
部。

【００３５】Ｄ．ソルダーレジストの原料組成物ＤＭＤＧに溶解させた60重量％のクレゾールノボラック
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 4
6.67ｇ、メチルエチルケトンに溶解させた80重量％のビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル製、エピコ
ート1001）15.0ｇ、イミダゾール硬化剤（四国化成製、
2E4MZ-CN）1.6 ｇ、感光性モノマーである多価アクリル
モノマー（日本化薬製、Ｒ604 ）３ｇ、同じく多価アク
リルモノマー（共栄社化学製、DPE6A ） 1.5ｇ、分散系
消泡剤（サンノプコ社製、Ｓ−65）0.71ｇを混合し、さ
らにこの混合物に対して光開始剤としてのベンゾフェノ
ン（関東化学製）を２ｇ、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℃で2.0P
a・ｓに調整したソルダーレジスト組成物を得た。な
お、粘度測定は、Ｂ型粘度計（東京計器、 DVL-B型）で
60rpmの場合はローターNo.4、６rpm の場合はローター
No.3によった。

【００３６】プリント配線板の製造 (1) 厚さ１mmのガラスエポキシ樹脂またはＢＴ（ビスマ
レイミドトリアジン）樹脂からなる基板３０の両面に18
μｍの銅箔３２がラミネートされている銅張積層板３０
Ａを出発材料とした（図１の工程（Ａ））。まず、この
銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、
パターン状にエッチングすることにより、基板の両面に
内層銅パターン３４とスルーホール３６を形成した（工
程（Ｂ））。

【００３７】(2) 内層銅パターン３４およびスルーホー
ル３６を形成した基板３０を水洗いし、乾燥した後、酸
化浴（黒化浴）として、NaOH（10ｇ／ｌ），NaClＯ２
（40ｇ／ｌ）， Na３PO４（６ｇ／ｌ）、還元浴とし
て、NaOH（10ｇ／ｌ），NaBH４（６ｇ／ｌ）を用いた酸
化−還元処理により、内層銅パターン３４およびスルー
ホール３６の表面に粗化層３８を設けた（工程
（Ｃ））。

【００３８】(3) Ｃの樹脂充填剤調製用の原料組成物を
混合混練して樹脂充填剤を得た。

【００３９】(4) 前記(3) で得た樹脂充填剤を、調製後
24時間以内に導体回路間あるいはスルーホール３６内に
塗布、充填した。塗布方法として、スキ−ジを用いた印
刷法で行った。１回目の印刷塗布は、主にスルーホール
３６内を充填して、乾燥炉内の温度100 ℃，２０分間乾
燥させた。また、２回目の印刷塗布は、主に導体回路
（内層銅パターン）３４の形成で生じた凹部を充填し
て、導体回路３４と導体回路３４との間およびスルーホ
ール３６内を樹脂充填剤４０で充填させたあと、前述の
乾燥条件で乾燥させた（工程（Ｄ））。

【００４０】(5) 前記(4) の処理を終えた基板３０の片
面を、＃600 のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いた
ベルトサンダー研磨により、内層銅パターン３４の表面
やスルーホール３６のランド３６ａ表面に樹脂充填剤が
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（図２の工程（Ｅ））。次いで、100 ℃で１時間、 1
50℃で１時間、の加熱処理を行って樹脂充填剤４０を硬
化した。

【００４１】このようにして、スルーホール３６等に充
填された樹脂充填剤４０の表層部および内層導体回路３
４上面の粗化層３８を除去して基板両面を平滑化し、樹
脂充填剤４０と内層導体回路３４の側面とが粗化層３８
を介して強固に密着し、またスルーホール３６の内壁面
と樹脂充填剤４０とが粗化層３８を介して強固に密着し
た配線基板を得た。即ち、この工程により、樹脂充填剤
４０の表面と内層銅パターン３４の表面が同一平面とな
る。

【００４２】(6) 導体回路３４を形成した基板３０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、Ｐｄ触
媒を付与し、この触媒を活性化した後、硫酸銅３．９×
１０−２ｍｏｌ／ｌ、硫酸ニッケル３．８×１０−３ｍ
ｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム７．８×１０−３ｍｏｌ
／ｌ、次亜りん酸ナトリウム２．３×１０−１ｍｏｌ／
ｌ、界面活性剤（日信化学工業製、サーフィール４６
５）１．１×１０−４ｍｏｌ／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
に割合で縦、および、横振動させて、導体回路およびス
ルーホールのランドの表面にＣｕ−Ｎｉ−Ｐからなる針
状合金の被覆層及び粗化層４２を設けた（工程
（Ｆ））。さらに、ホウフッ化スズ０．１ｍｏｌ／ｌ、
チオ尿素１．０ｍｏｌ／ｌ、温度３５℃、ＰＨ＝１．２
の条件でＣｕ−Ｓｎ置換反応させ、粗化層の表面に厚さ
０．３μｍＳｎ層（図示せず）を設けた。

【００４３】(7) Ｂの層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成
物を攪拌混合し、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、Ａの無電解めっき用接
着剤調製用の原料組成物を攪拌混合し、粘度７Pa・ｓに
調整して無電解めっき用接着剤溶液（上層用）を得た。

【００４４】(8) 前記(6) の基板３０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）４４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℃で30分の乾燥（プ
リベーク）を行い、次いで、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）４６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
℃で30分の乾燥（プリベーク）を行い、厚さ35μｍの接
着剤層５０αを形成した（工程（Ｇ））。

【００４５】(9) 前記(8) で接着剤層を形成した基板３
０の両面に、85μｍφの黒円５１ａが印刷されたフォト
マスクフィルム５１を密着させ、超高圧水銀灯により 5
00mJ／cm２で露光した（工程（Ｈ））。これをＤＭＴ
Ｇ溶液でスプレー現像し、さらに、当該基板を超高圧水
銀灯により3000mJ／cm２で露光し、100 ℃で１時間、
120 ℃で１時間、その後 150℃で３時間の加熱処理（ポ
ストベーク）をすることにより、フォトマスクフィルム
に相当する寸法精度に優れた85μｍφの開口（バイアホ
ール形成用開口）４８を有する厚さ35μｍの層間樹脂絶
縁層（２層構造）５０を形成した（図３の工程
（Ｉ））。なお、バイアホールとなる開口４８には、ス
ズめっき層（図示せず）を部分的に露出させた。

【００４６】(10)開口４８が形成された基板３０を、ク
ロム酸に19分間浸漬し、層間樹脂絶縁層の表面に存在す
るエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、当該層
間樹脂絶縁層５０の表面を粗化とし、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（工程
（Ｊ））。さらに、粗面化処理（粗化深さ６μｍ）した
該基板の表面に、パラジウム触媒（アトテック製）を付
与することにより、層間樹脂絶縁層５０の表面およびバ
イアホール用開口４８の内壁面に触媒核を付けた。

【００４７】(11)以下に示す組成の無電解銅めっき水溶
液中に基板を浸漬して、粗面全体に厚さ0.6 〜1.2 μｍ
の無電解銅めっき膜５２を形成した（工程（Ｋ））。〔無電解めっき水溶液〕ＥＤＴＡ 0.08 mol ／ｌ硫酸銅 0.03 mol ／ｌＨＣＨＯ 0.05 mol ／ｌＮａＯＨ 0.05 mol ／ｌ α、α’−ビピリジル 80 mg／ｌＰＥＧ 0.10 ｇ／ｌ〔無電解めっき条件〕 65℃の液温度で20分

【００４８】(12)前記(11)で形成した無電解銅めっき膜
５２上に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、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、厚さ15μｍのめっきレジスト５４
を設けた（工程（Ｌ））。

【００４９】(13)ついで、レジスト非形成部分に以下の
条件で電解銅めっきを施し、厚さ15μｍの電解銅めっき
膜５６を形成した（図４の工程（Ｍ））。〔電解めっき水溶液〕硫酸 2.24 mol ／ｌ硫酸銅 0.26 mol ／ｌ添加剤（アトテックジャパン製、カパラシドＨＬ） 19.5 ml／ｌ〔電解めっき条件〕電流密度１Ａ／dm２時間 65 分温度 22±2 ℃

【００５０】(14)めっきレジスト５４を５％KOH で剥離
除去した後、硫酸と過酸化水素混合液でエッチングし、
めっきレジスト下の無電解めっき膜５２を溶解除去し、
無電解めっき５２及び電解銅めっき膜５６からなる厚さ
１８μｍ（１０〜３０μｍ）の導体回路５８及びバイア
ホール６０を得た（工程（Ｎ））。

【００５１】更に、70℃で80ｇ／Ｌのクロム酸に３分間
浸漬して、導体回路５８間の無電解めっき用接着剤層５
０の表面を１μｍエッチング処理し、表面のパラジウム
触媒を除去した。

【００５２】(15)第２銅錯体と有機酸とを含有するエッ
チング液により、導体回路５８及びバイアホール６０の
表面に粗化面６２を形成し、さらにその表面にSn置換を
行った（工程（Ｏ））。

【００５３】(16)(7)〜(14)の工程を繰り返すことによ
り、さらに上層の層間樹脂絶縁層１５０とバイアホール
１６０及び導体回路１５８を形成する。さらに、バイア
ホール１６０及び該導体回路１５８の表面に粗化層１６
２を形成し、多層プリント配線板を完成する（工程
（Ｐ））。なお、この上層の導体回路を形成する工程に
おいては、Ｓｎ置換は行わなかった。

【００５４】(17)そして、上述した多層プリント配線板
にはんだバンプを形成する。前記(16)で得られた基板３
０両面に、上記Ｄ．にて説明したソルダーレジスト組成
物７０αを20μｍの厚さで塗布した（図５の工程
（Ｑ））。次いで、70℃で20分間、70℃で30分間の乾燥
処理を行った後、円パターン（マスクパターン）が描画
された厚さ５mmのフォトマスクフィルム（図示せず）を
密着させて載置し、1000mJ／cm２の紫外線で露光し、
DMTG現像処理した。そしてさらに、80℃で１時間、 100
℃で１時間、 120℃で１時間、 150℃で３時間の条件で
加熱処理し、はんだパッド部分（バイアホールとそのラ
ンド部分を含む）の開口７１（上面側（ＩＣチップ側）
開口径 130μｍ、下面側開口径600μｍ）を有するソル
ダーレジスト層（厚み20μｍ）７０を形成した（工程
（Ｒ））。

【００５５】(18)その後、塩化ニッケル2.3 ×10−１ｍ
ｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム2.8×10−１ｍｏｌ／
ｌ、クエン酸ナトリウム1.6 ×10−１ｍｏｌ／ｌ、から
なるｐＨ＝４．５の無電解ニッケルめっき液に、20分間
浸漬して、開口部７１に厚さ５μｍのニッケルめっき層
７２を形成した。さらに、その基板を、シアン化金カリ
ウム7.6 ×10−３ｍｏｌ／ｌ、塩化アンモニウム1.9 ×
10−１ｍｏｌ／ｌ、クエン酸ナトリウム1.2 ×10−１ｍ
ｏｌ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10−１ｍｏｌ／
ｌからなる無電解金めっき液に80℃の条件で７．５分間
浸漬して、ニッケルめっき層７２上に厚さ0.03μｍの金
めっき層７４を形成した（工程（Ｓ））。

【００５６】(19)そして、ソルダーレジスト層の凹部が
ある半田パッド部（バイアホール１６０）に半田ペース
トを充填させた。ここでは、図１０を参照して上述した
バイアホールに対応させて形成した開口２２Ａを有する
凹部印刷用マスク２０Ａをソルダーレジスト７０上に載
置させる（工程（Ｔ））。そして、Ｓｎ／Ｐｂを６３：
３７の粒径１０〜２５μｍで粘度は１５０Ｐａ．ｓ（相
対的に低い粘度）に調整した半田ペーストを、金属スキ
ージで印刷して充填させた（図６に示す工程（Ｕ））。
この工程（Ｕ）に示す多層プリント配線板１０の楕円で
囲んだ部分を拡大して、図９（Ａ）に示す。図中に示さ
れているように、相対的に低い粘度の半田ペーストが、
バイアホール１６０の凹部にボイドを発生することなく
充填され、バイアホール１６０の凹部が平滑化されてい
る。

【００５７】(20)次に、ソルダーレジスト層７０の開口
部７１に、半田ペーストを充填する。ここでは、図１１
を参照して上述した開口印刷用マスク２０Ｂを多層プリ
ント配線板１０に載置する（工程（Ｖ））。この開口印
刷用マスク２０Ｂには、バイアホール１６０上の開口に
対応させて通孔（開口面積０．０２１ｍｍ２（開口径１
６５μｍ））２２Ｂが配設されている。そして、粘度２
５０Ｐａ．ｓ（相対的に高い粘度）の半田ペースト７５
を金属スキージで印刷して、開口部７１内に充填させた
（工程（Ｗ））。この工程（Ｗ）に示す多層プリント配
線板１０の楕円で囲んだ部分を拡大して、図９（Ｂ）に
示す。導体回路１５８の上、及び、上記半田ペーストに
より平滑化されたバイアホール１６０の上に、等量の半
田ペースト７５が印刷されている。該半田ペースト７５
は、高い粘度であるため、印刷された状態、即ち、高さ
を保っている。

【００５８】(21)その後、ソルダーレジスト層７０の開
口部７１に充填された半田を 200℃でリフローすること
により、半田バンプ（半田体）７６Ｕ、７６Ｄを形成し
た（図７参照）。この図７に示す多層プリント配線板１
０の楕円で囲んだ部分を拡大して、図９（Ｃ）に示す。
導体回路１５８の上、及び、バイアホール１６０上の半
田バンプ７６Ｕは、上記工程で等量の半田ペーストが充
填されているため、同じ高さに形成されている。

【００５９】(22)フラックス洗浄後、ルーターを持つ装
置で、基板を適当な大きさに分割切断した後、プリント
配線板の短絡、断線を検査するチェッカー工程を経て、
所望の該当するプリント配線板を得た。

【００６０】(23)その後、適当な取り付け装置により、
フラックス塗布後この多層プリント配線板のターゲット
マーク（図示せず）を用いて、プリント配線板側の半田
バンプ７６Ｕと対応する品種のＩＣチップ９０のバンプ
９２とを位置合わせして、リフローすることにより該半
田バンプ７６Ｕとバンプ９２とを接合させる。しかる
後、フラックス洗浄を行い該ＩＣチップ９０と多層プリ
ント配線板１０との間にアンダーフィル８８を充填し
た。それによってＩＣチップを載置させたプリント配線
板を得た（図８参照）。

【００６１】（第２実施例）第１実施例とほぼ同様であ
るが、図１０に示す凹部印刷用マスク２０Ａを用いて半
田パッドの凹部に半田ペーストを充填後、２００℃でリ
フローを行い、バイアホール１６０の表面を完全に平滑
化する。その後、開口印刷用マスク２０Ｂを用いて、各
開口に半田ペーストを印刷してから、再度リフローを行
い半田バンプを形成した。

【００６２】（比較例１）実施例１とほぼ同様である
が、凹部内に半田ペーストを充填しないで半田バンプを
形成させた。

【００６３】

【発明の効果】以上、第１、第２実施例および比較例１
で製造されたプリント配線板について、半田バンプの状
態として、半田バンプ内のボイドの有無、半田バンプ高
さ、半田バンプ形状と、半田バンプ形成後の性能試験、
信頼性試験終了後の性能試験などの計４項目について比
較評価を行った。その結果を図１２中に示す。

【００６４】第１、第２実施例で製造されたプリント配
線板は、半田パッドの凹部上に形成された半田バンプに
ボイドが少なく、高さ、形状ともほぼ均一であった。こ
のため、接続性、信頼性が保持された。導通試験も信頼
性を行っても問題がなく、半田バンプのクラック、剥が
れも見当たらなかった。

【００６５】比較例１で製造されたプリント配線板は、
半田バンプ内にボイドが多く平均ボイド径も大きく、高
さも実施例１と比べてもバラツキが大きく、形状も一様
でなかった。導通試験も半田バンプ形成後は特に問題が
なかったが、信頼性試験後に問題が発生した。また、断
線と確認された部分の半田バンプの断面を切断すると、
クラック、剥がれを引き起こしていた。これは、半田バ
ンプ内のボイドから誘発されたものであると推定され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図５】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図６】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。

【図７】本発明の第１実施例に係る多層プリント配線板
の断面図である。

【図８】図７に示す多層プリント配線板にＩＣチップを
取り付けた状態を示す断面図である。

【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、ソル
ダーレジスト層の開口部を拡大して示す断面図である。

【図１０】図１０（Ａ）は、凹部印刷用マスクの平面
図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図１１】図１１（Ａ）は、開口印刷用マスクの平面
図、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図１２】第１、第２実施例と、比較例１に係る多層プ
リント配線板を試験した結果を示す図表である。

【図１３】従来技術に係るプリント配線板の半田バンプ
の製造工程図である。

【符号の説明】

２０Ａ凹部印刷用マスク２０Ｂ開口印刷用マスク２２Ａ、２２Ｂ通孔３０コア基板３４導体回路３６スルーホール５０層間樹脂絶縁層５８導体回路６０バイアホール７０ソルダーレジスト７１開口部７２ニッケルめっき層７４金めっき層７５半田ペースト７６Ｕ、７６Ｄ半田バンプ１５０層間樹脂絶縁層１５８導体回路１６０バイアホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E317 AA04 AA24 BB02 BB12 CC15 CC23 CC25 CC32 CC33 CC44 CC51 CC52 CD01 CD03 CD05 CD12 CD21 CD23 CD32 GG03 GG05 5E319 BB05 CD26 5E346 AA06 AA12 AA15 AA17 AA43 BB16 CC40 CC52 DD22 DD33 DD47 EE31 EE33 FF02 FF12 GG02 GG15 GG22 GG23 GG25 GG27 HH07 HH21 5F044 KK02 KK07 KK14 KK17 KK19 LL04 RR19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程
を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法；（Ａ）バイアホールと平滑に形成された回路との形成さ
れた基板に、前記バイアホールの一部及び前記回路の一
部を開口させるようにソルダーレジスト層を形成する工
程、（Ｂ）前記ソルダーレジスト層の開口を介して前記
バイアホールの凹部に半田ペーストを充填する工程、
（Ｃ）前記ソルダーレジスト層の開口に半田ペーストを
充填する工程、（Ｄ）リフローを行うことで、半田バン
プを形成する工程。
【請求項２】前記工程（Ｂ）で半田パッドの凹部に半
田ペーストを充填した後、平坦にすることを特徴とする
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程
を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法；（Ａ）バイアホールと平滑に形成された回路との形成さ
れた基板に、前記バイアホールの一部及び前記回路の一
部を開口させるようにソルダーレジスト層を形成する工
程、（Ｂ）前記バイアホールの位置に対応させた通孔を
有する半田印刷用マスクを用いて、前記バイアホールの
凹部へ半田ペーストを充填する工程、（Ｃ）前記ソルダ
ーレジスト層の開口に対応させた通孔を有する半田印刷
用マスクを用いて、前記開口へ半田ペーストを充填する
工程、（Ｄ）リフローを行うことで、半田バンプを形成
する工程。
【請求項４】前記（Ｂ）工程の後、リフロー工程を行
うことを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の
製造方法。
【請求項５】前記（Ｃ）工程で用いるソルダーレジス
トの通孔径は、半田パッド径より大きく、同一径である
ことを特徴とする請求項３または４に記載のプリント配
線板の製造方法。
【請求項６】前記（Ｂ）工程で用いる半田ペーストの
粘度を、前記（Ｃ）工程で用いる半田ペーストの粘度よ
りも低くしたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか
１に記載のプリント配線板の製造方法。