JPH06140733A - 回路基板及びその製造方法 - Google Patents

回路基板及びその製造方法

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JPH06140733A
JPH06140733A JP4291299A JP29129992A JPH06140733A JP H06140733 A JPH06140733 A JP H06140733A JP 4291299 A JP4291299 A JP 4291299A JP 29129992 A JP29129992 A JP 29129992A JP H06140733 A JPH06140733 A JP H06140733A
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nickel plating
plating layer
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之洋 日高
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps

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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搭載部と入出力パッドの両方に充分なメッキ
処理を施す。 【構成】 多層回路基板は、入出力側端子と、第4薄膜
配線層9を表面に有するセラミック基板と、樹脂絶縁層
と、入出力端子上に形成された入出力パッドと、はんだ
バンプを介して半導体素子が搭載される、第4薄膜配線
層9に設けられたバンプ搭載部5とを備えている。バン
プ搭載部5は、第4薄膜配線層上にスパッタリング法に
より形成されたニッケルスパッタ層15と、ニッケルス
パッタ層15上に無電解ニッケルメッキ法により形成さ
れた第3ニッケルメッキ層16とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回路基板及びその製造方
法に関し、特に、はんだバンプを介して半導体素子が搭
載される回路基板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子を搭載する多層回路基板等
は、一主面に半導体素子側のはんだバンプが接合される
搭載部と、他主面側に外部電気基板と電気的に接続され
る入出力パッドとを有している。搭載部は、例えば銅か
らなる薄膜配線層上に形成されたニッケルと金メッキ層
とから構成されている。また、入出力パッドは、タング
ステン又はモリブデン等からなる厚膜配線層の入出力端
子上に形成された、2層のニッケルメッキ層から構成さ
れている。搭載部のニッケルメッキ層と入出力パッドの
2層目のニッケルメッキ層とは、無電解メッキ法により
同時に形成される。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】前記従来の回路基板で
は、同時無電解ニッケルメッキを行うと、ニッケルメッ
キ層上のメッキ形成が優先的に行われ、薄膜配線層に無
メッキの部分が生じてしまう。これは、ニッケルと銅と
で表面電位が異なっているからである。薄膜配線層に無
メッキの部分が生じると、搭載部の接合強度が低下す
る。
【0004】本発明の目的は、回路基板の搭載部と入出
力パッドの両方に充分なメッキ層を形成することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る回路基
板は、絶縁体と、入出力パッドと、搭載部とを備えてい
る。前記絶縁体は、入出力端子と配線層を表面に有して
いる。前記入出力パッドは、入出力端子上に形成されて
いる。前記搭載部は、はんだバンプを介して半導体素子
が搭載されるものであり、配線層に設けられている。前
記入出力パッドは、入出力端子上に形成された第1ニッ
ケルメッキ層と、第1ニッケルメッキ層上に無電解ニッ
ケルメッキ法により形成された第2ニッケルメッキ層と
を含んでいる。前記搭載部は、配線層上にスパッタリン
グ法により形成されたニッケルスパッタ層と、ニッケル
スパッタ層上に無電解ニッケルメッキ法により形成され
た第3ニッケルメッキ層とを含んでいる。
【0006】第2の発明に係る回路基板製造方法は、準
備行程と、第1メッキ行程と、スパッタリング行程と、
第2メッキ行程とを含んでいる。前記準備行程では、入
出力端子を表面に有する絶縁体を準備する。前記第1メ
ッキ行程では、入出力端子に第1ニッケルメッキ層を形
成する。前記スパッタリング行程では、配線層を形成す
るとともに、前記配線層上にスパッタリング法によりニ
ッケルスパッタ層を形成する。前記第2メッキ行程で
は、無電解ニッケルメッキ法により、第1ニッケルメッ
キ層上に第2ニッケルメッキ層を形成し、同時にニッケ
ルスパッタ層上に第3ニッケルメッキ層を形成する。
【0007】
【作用】第1の発明に係る回路基板では、入出力パッド
の第2ニッケルメッキ層と搭載部の第3ニッケルメッキ
層は、無電解ニッケルメッキ法により同時に形成するこ
とが可能である。このとき、配線は、予めその上にはス
パッタリング法によりニッケルスパッタ層が形成されて
いるために、入出力パッドの第1ニッケルメッキ層とほ
ぼ同一の表面電位を有している。その結果、入出力パッ
ドの第2ニッケルメッキ層と搭載部の第3ニッケルメッ
キ層とは共に均一に形成され、いずれにも無メッキの部
分が生じにくい。
【0008】第2の発明に係る回路基板製造方法では、
スパッタリング行程で配線層にニッケルスパッタ層が形
成されている。したがって、第2メッキ行程で第2ニッ
ケルメッキ層と第3ニッケルメッキ層とを同時に形成す
るときに、第1ニッケルメッキ層とニッケルスパッタ層
とがほぼ同一の表面電位を有するために、第2ニッケル
メッキ層と第3ニッケルメッキ層とは共に均一に形成さ
れ、いずれにも無メッキの部分が生じにくい。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の一実施例としての多層回路
基板1を示している。多層回路基板1は、主に、セラミ
ック基板2と、セラミック基板2上に積層されたポリイ
ミドからなる樹脂絶縁層3と、セラミック基板2の下面
に形成された入出力パッド4と、樹脂絶縁層3の上面に
形成されたバンプ搭載部5とから構成されている。銅か
らなる第1薄膜配線層6は、セラミック基板2と第1絶
縁層3aとの間に形成されている。第2薄膜配線層7
は、第1絶縁層3aと第2絶縁層3bとの間に形成され
ている。第3薄膜配線層8は、第2絶縁層3bと第3絶
縁層3cとの間に形成されている。第4薄膜配線層9
は、第3絶縁層3c上に形成され、その上にバンプ搭載
部5が設けられている。各薄膜配線層は、スルーホール
を介して電気的に接続されている。
【0010】セラミック基板2の内部には、モリブデ
ン,タングステン等からなり、第1薄膜配線層6に電気
的に接続された厚膜配線導体10が形成されている。厚
膜配線導体10は、セラミック基板2の下面において露
出する入出力端子部10a(図2)を有している。入出
力端子部10a上に、入出力パッド4が形成されてい
る。
【0011】図2を用いて入出力パッド4の構造につい
て説明する。入出力パッド4は、入出力端子部10a上
に順番に形成された、硼素を含む第1ニッケルメッキ層
11と、リンを含む第2ニッケルメッキ層12と、金メ
ッキ層13とから形成されている。この入出力パッド4
を介して、厚膜配線導体10は外部電気回路基板と電気
的に接続され得る。
【0012】図3に示されたバンプ搭載部5は、第4薄
膜配線層9上に順番に形成された、ニッケルスパッタ層
15と、ニッケルスパッタ層15上に形成された第3ニ
ッケルメッキ層16と、第3ニッケルメッキ層16上に
形成された金メッキ層17とから構成されている。第3
ニッケルメッキ層16は、入出力パッド4の第2ニッケ
ルメッキ層12と同じくリンを含んでいる。
【0013】第4薄膜配線層9とポリイミドからなる第
3絶縁層3cとの間にはクロム密着層14が形成されて
いる。クロム密着層14は、第4薄膜配線層9と第3絶
縁層3cとの密着性を向上させるためのものであり、さ
らに第4薄膜配線層9の銅が第3絶縁層3c内に拡散す
るのを防止している。次に、多層回路基板1の製造方法
について説明する。セラミック基板2は、複数枚のセラ
ミックグリーンシートから形成される。セラミックグリ
ーンシートは、適当な打ち抜き加工が施された後に、タ
ングステン,モリブデン等の高融点金属粉末からなる金
属ペーストをスクリーン印刷法で塗布する。次に、複数
枚のセラミックグリーンシートを積層してセラミックグ
リーンシートと積層体を形成し、適当な温度で形成する
ことにより、内部に厚膜配線導体10を含むセラミック
基板2を形成する。
【0014】次に、厚膜配線導体10を有するセラミッ
ク基板2を、塩化アミンパラジウム2.0g/l、水酸
化カリウム50.0g/l、エチレンジアミンテトラア
セティクアシッド5.0g/lからなる70℃の活性液
中に5分間浸漬させる。すると、厚膜配線導体10の露
出部分である入出力端子部10aの表面が活性化され
る。次に、セラミック基板2を、硫酸ニッケル30.0
g/l、クエン酸ナトリウム50.0g/l、酢酸アン
モニウム10.0g/l、ジメチルアミンボラン3.0
g/lからなる液温60℃のニッケルメッキ液に20分
間浸漬させる。すると、第1ニッケルメッキ層11が入
出力端子部10aの表面に被着される。この第1ニッケ
ルメッキ層11は、厚膜配線導体10の酸化を防止す
る。
【0015】次に、セラミック基板2の上面に蒸着,ス
パッタリング等により薄膜銅層を形成する。続いて、感
光性レジストの塗布,現像,エッチング処理を施して、
所望のパターンの第1薄膜配線層6を形成する。次に、
セラミック基板2上に感光性ポリイミドペーストをスピ
ンコート法で塗布し、ベーク,露光,現像,ベーク処理
を連続して施し、窒素雰囲気中で約400℃の炉内で焼
成し、第1樹脂絶縁層3aを形成する。第2樹脂絶縁層
3b及び第3樹脂絶縁層3cと、第2,第3及び第4薄
膜配線層の形成方法は、前述した方法と同様であり、同
様な作業を繰り返すことで樹脂絶縁層3が形成される。
【0016】第4薄膜配線層9は、クロムからなる密着
層14上に形成される。セラミック基板2の表面に、ニ
ッケルスパッタリングを行う。すなわち、純度99.9
9%以上のニッケルターゲットを用い、ターゲット印加
電流8A、アルゴンガス流量23SCCM、真空度0.
5パスカル、ターゲット−基板間距離約60mm、約3
0分間の条件でスパッタリングを行う。このとき形成さ
れるニッケルスパッタ層は、厚みが0.1〜1.0μm
範囲内にあることが好ましい。続いて、周知のレジスト
加工及びエッチング処理を行い、所望のニッケルスパッ
タ層15を得る。
【0017】セラミック基板2に無電解メッキ処理を行
う。すなわち、セラミック基板2を、塩化アミンパラジ
ウム2.0g/l、水酸化カリウム50.0g/l、エ
チレンジアミンテトラアセティクアシッド5.0g/l
からなる70℃の活性液中に5分間浸漬させて、第1ニ
ッケルメッキ層11とニッケルスパッタ層15とを活性
化させる。このセラミック基板2を塩化ニッケル16.
0g/l、次亜燐酸ナトリウム24.0g/l、コハク
酸ナトリウム16.0g/l、リンゴ酸18.0g/l
からなる、液温90℃のニッケルメッキ浴中に10分程
度浸漬させる。この結果、バンプ搭載部5上には第3ニ
ッケルメッキ層16が、入出力パッド4の第1ニッケル
メッキ層11上には第2ニッケルメッキ層12が同時に
形成される。このとき、両箇所において下地となる部分
はニッケルからなるために、電位が等しくなっている。
そのため、両者には均一にメッキが形成され一方に無メ
ッキが発生するのが防止されている。
【0018】最後に、第3ニッケルメッキ層16及び第
2ニッケルメッキ層12の表面に同時にそれぞれ金メッ
キ層17及び金メッキ層13を形成する。具体的には、
セラミック基板2を、シアン化金カリウム5.0g/
l、クエン酸カリウム50.0g/l、エチレンジアミ
ンテトラアセティクアシド5.0g/lからなる、液温
90℃の一次金メッキ浴中に5分間浸漬させて一次金メ
ッキを形成する。その後に、セラミック基板2を、シア
ン化金カリウム5.0g/l、シアン化カリウム10.
0g/l、クエン酸カリウム50.0g/l、水酸化カ
リウム15.0g/l、ジメチルアミンボラン20.0
g/lからなる、液温70℃の二次金メッキ浴中に30
分間浸漬させて、金メッキ層17及び金メッキ層13を
同時に形成する。
【0019】この実施例では、入出力パッド4とバンプ
搭載部5との両方でニッケルメッキ処理を同時に行うこ
とができる。従来例では、別々にニッケルメッキ層を形
成する必要があるために、まず入出力パッド側を有機レ
ジスト膜等でコートし、薄膜配線層側にニッケル,金メ
ッキ層を形成する。次に入出力パッド側の有機レジスト
膜を剥離し、薄膜配線層を有機レジスト膜等でコート
し、入出力パッド側にニッケル,金メッキ層を形成す
る。この製造方法では、入出力パッド側とバンプ搭載部
との両方で有機レジスト膜コート及びその剥離といった
行程が必要であり、さらにニッケルメッキ層の形成は2
回も行わなければならないために、行程数が増えて作業
が煩雑になっている。さらに、入出力パッド部分では、
第1ニッケルメッキ層上に有機レジスト膜コートを形成
するために、剥離後に有機レジスト残滓が第2ニッケル
メッキ層の密着度を低下させることがある。本発明に係
る多層回路基板1では、ニッケルメッキ層の同時形成が
可能となっているために、以上のような不具合は生じな
い。
【0020】本願出願人は、それぞれ入出力パッドを5
00個有する基板10000枚について従来技術と本発
明を採用したものとで無メッキ率を比較してみた。従来
技術では無メッキの入出力パッドは0.9%の基板に発
生したが、本発明が採用された基板では入出力パッドの
無メッキを有する基板は皆無であった。 〔他の実施例〕前記実施例ではセラミック基板上に複数
の樹脂絶縁層が形成された多層回路基板を本発明の一実
施例として説明したが、図4に示すような、セラミック
基板上に単層の薄膜配線層が形成されたものにも本発明
を採用できる。図4に示す薄膜単層回路基板21は、セ
ラミック基板22と、セラミック基板22の下面に露出
する入出力パッド24と、はんだバンプを介して図示し
ない半導体素子が搭載される、セラミック基板22の上
面に形成されたバンプ搭載部25とから主に構成されて
いる。セラミック基板22内には、上下に延びる厚膜配
線導体30が形成されている。厚膜配線導体30によ
り、入出力パッド24とバンプ搭載部25とは電気的に
接続されている。なお、セラミック基板22の上面に
は、厚膜配線導体30に接続された薄膜配線層29が形
成されている。前述したバンプ搭載部25は、薄膜配線
層29上に形成されている。
【0021】この実施例においては、入出力パッド24
とバンプ搭載部25との構造は、前記実施例と同様であ
る。そのため、製造行程においてもまた製造後の製品に
おいても、前記実施例と全く同様な効果が得られる。
【0022】
【発明の効果】第1の発明に係る回路基板では、ニッケ
ルスパッタ層が予め搭載部側に形成されているため、入
出力パッドの第2ニッケルメッキ層と搭載部の第3ニッ
ケルメッキ層とは無電解メッキ法で均一に形成され、い
ずれにも無メッキの部分が生じにくい。
【0023】第2の発明に係る回路基板製造方法では、
スパッタリング行程で配線層にニッケルスパッタ層を形
成する。したがって、第2メッキ行程で第2ニッケルメ
ッキ層と第3ニッケルメッキ層とを無電解メッキ法で同
時に形成するときに、両者は均一に形成され、共に無メ
ッキの部分が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての多層回路基板の縦断
面図。
【図2】図1の拡大部分図。
【図3】図1の拡大部分図。
【図4】本発明の他の実施例としての単層薄膜回路基板
の縦断面概略図。
【符号の説明】
1 多層回路基板 4 入出力パッド 5 バンプ搭載部 9 第4薄膜配線層 10a 入出力端子部 11 第1ニッケルメッキ層 12 第2ニッケルメッキ層 15 ニッケルスパッタ層 16 第3ニッケルメッキ層 21 単層薄膜回路基板 22 セラミック基板 24 入出力パッド 25 バンプ搭載部 29 薄膜配線層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入出力端子と配線層を表面に有する絶縁体
    と、前記入出力端子上に形成された入出力パッドと、は
    んだバンプを介して半導体素子が搭載される、前記配線
    層に設けられた搭載部とを備えた回路基板において、 前記入出力パッドは、前記入出力端子上に形成された第
    1ニッケルメッキ層と、前記第1ニッケルメッキ層上に
    無電解ニッケルメッキ法により形成された第2ニッケル
    メッキ層とを含んでおり、 前記搭載部は、前記配線層上にスパッタリング法により
    形成されたニッケルスパッタ層と、前記ニッケルスパッ
    タ層上に無電解ニッケルメッキ法により形成された第3
    ニッケルメッキ層とを含んでいることを特徴とする回路
    基板。
  2. 【請求項2】入出力端子を表面に有する絶縁体を準備す
    る準備行程と、 前記入出力端子に第1ニッケルメッキ層を形成する第1
    メッキ行程と、 前記絶縁体に配線層を形成するとともに、前記配線層上
    にスパッタリング法によりニッケルスパッタ層を形成す
    るスパッタリング行程と、 無電解ニッケルメッキ法により、前記第1ニッケルメッ
    キ層上に第2ニッケルメッキ層を形成し、同時に前記ニ
    ッケルスパッタ層上に第3ニッケルメッキ層を形成する
    第2メッキ行程と、 を含む回路基板製造方法。
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