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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022163399
(43)【公開日】2022-10-26
(54)【発明の名称】プリント配線板の製造方法
(51)【国際特許分類】
H05K 3/34 20060101AFI20221019BHJP
H05K 3/00 20060101ALI20221019BHJP
H01L 21/60 20060101ALI20221019BHJP
【ＦＩ】
H05K3/34 505A
H05K3/34 501Z
H05K3/34 503A
H05K3/34 501F
H05K3/00 N
H01L21/92 604Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021068305
(22)【出願日】2021-04-14
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095795
【弁理士】
【氏名又は名称】田下 明人
(72)【発明者】
【氏名】戸川 良樹
(72)【発明者】
【氏名】牧野 雅人
【テーマコード（参考）】
5E319
【Ｆターム（参考）】
5E319AA08
5E319AC02
5E319AC18
5E319BB04
5E319CC33
5E319CC46
5E319CD04
5E319CD21
5E319GG01
5E319GG05
5E319GG11
(57)【要約】
【課題】 実装不良が発生し難いプリント配線板の製造方法の提供
【解決手段】 プリント配線板の製造方法は、樹脂絶縁層３０上に第１導体層３８を形成することと、樹脂絶縁層３０及び第１導体層３８上にソルダーレジスト層５０を形成することと、ソルダーレジスト層５０に第１導体層３８に至る開口５１を形成することと、第１導体層３８上に、ソルダーレジスト層５０から突出する金属めっき層５４から成る金属ポスト８０を形成することと、金属ポスト８０上に半田層８２を形成することで半田層８２付き金属ポスト８０を形成することと、半田層８２付き金属ポスト８０の表面及び半田層８２付き金属ポスト８０の周囲の前記ソルダーレジスト層５０上にフラックス８６を塗布することと、フラックス８６を介し、半田層８２にレーザを照射し、半田バンプ８４を形成すること、とを有する。
【選択図】 図３
【解決手段】 プリント配線板の製造方法は、樹脂絶縁層３０上に第１導体層３８を形成することと、樹脂絶縁層３０及び第１導体層３８上にソルダーレジスト層５０を形成することと、ソルダーレジスト層５０に第１導体層３８に至る開口５１を形成することと、第１導体層３８上に、ソルダーレジスト層５０から突出する金属めっき層５４から成る金属ポスト８０を形成することと、金属ポスト８０上に半田層８２を形成することで半田層８２付き金属ポスト８０を形成することと、半田層８２付き金属ポスト８０の表面及び半田層８２付き金属ポスト８０の周囲の前記ソルダーレジスト層５０上にフラックス８６を塗布することと、フラックス８６を介し、半田層８２にレーザを照射し、半田バンプ８４を形成すること、とを有する。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂絶縁層上に導体層を形成することと、
前記樹脂絶縁層及び導体層上にソルダーレジスト層を形成することと、
前記ソルダーレジスト層に前記導体層に至る開口を形成することと、
前記導体層上に、前記ソルダーレジスト層から突出する金属ポストをめっきで形成することと、
前記金属ポスト上に半田層を形成することで半田層付き金属ポストを形成することと、
前記半田層付き金属ポストの表面及び前記半田付き金属ポストの周囲の前記ソルダーレジスト層上にフラックスを塗布することと、
前記フラックスを介し前記半田層にレーザを照射することで、半田バンプを形成すること、とを有するプリント配線板の製造方法。
前記樹脂絶縁層及び導体層上にソルダーレジスト層を形成することと、
前記ソルダーレジスト層に前記導体層に至る開口を形成することと、
前記導体層上に、前記ソルダーレジスト層から突出する金属ポストをめっきで形成することと、
前記金属ポスト上に半田層を形成することで半田層付き金属ポストを形成することと、
前記半田層付き金属ポストの表面及び前記半田付き金属ポストの周囲の前記ソルダーレジスト層上にフラックスを塗布することと、
前記フラックスを介し前記半田層にレーザを照射することで、半田バンプを形成すること、とを有するプリント配線板の製造方法。
【請求項2】
請求項１のプリント配線板の製造方法であって、
前記塗布することは、エリア毎に行われ、前記エリア内に、複数の半田層付き金属ポストが形成され、前記照射することは、前記エリア毎に照射することを含む。
前記塗布することは、エリア毎に行われ、前記エリア内に、複数の半田層付き金属ポストが形成され、前記照射することは、前記エリア毎に照射することを含む。
【請求項3】
請求項１又は請求項２のプリント配線板の製造方法であって、
前記半田層を形成することは、めっきで行うことを含む。
前記半田層を形成することは、めっきで行うことを含む。
【請求項4】
請求項３のプリント配線板の製造方法であって、
前記半田層を形成することは、前記金属ポスト上に金属膜を形成した後、めっきで行うことを含む。
前記半田層を形成することは、前記金属ポスト上に金属膜を形成した後、めっきで行うことを含む。
【請求項5】
請求項１～請求項４のいずれか１のプリント配線板の製造方法であって、
前記フラックスを塗布することと、前記レーザを照射することは、位置合わせに同一の位置決めマークを用いることを含む。
前記フラックスを塗布することと、前記レーザを照射することは、位置合わせに同一の位置決めマークを用いることを含む。
【請求項6】
請求項２のプリント配線板の製造方法であって、
前記照射は、塗布された前記エリアよりも僅かに小さい範囲で行われることを含む。
前記照射は、塗布された前記エリアよりも僅かに小さい範囲で行われることを含む。
【請求項7】
請求項６のプリント配線板の製造方法であって、
前記照射は、塗布された１つの前記エリア全体を同時に行われることを含む。
前記照射は、塗布された１つの前記エリア全体を同時に行われることを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半田バンプを有するプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、ソルダーレジスト層から突出する金属ポスト上にリフローで半田バンプを形成するプリント配線板の製造方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－２４３３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
[特許文献１の課題]
特許文献１では、リフロー時の熱によって基板に反りが発生し易く、実装不良が発生することがあると考えられる。リフロー時の長時間の加熱により、金属ポスト付近に、半田バンプからのスズの垂れ下がりが出来やすく、ヒートサイクルにおいてスズの垂れ下がりが基板上に落下し、端子短絡の原因になることがあると考えられる。ソルダーレジスト層から露出する金属ポストが微小径の場合、リフロー時の側面から加わる熱で金属ポストの脆性が高まり、信頼性が低下することがあると予想される。
特許文献１では、リフロー時の熱によって基板に反りが発生し易く、実装不良が発生することがあると考えられる。リフロー時の長時間の加熱により、金属ポスト付近に、半田バンプからのスズの垂れ下がりが出来やすく、ヒートサイクルにおいてスズの垂れ下がりが基板上に落下し、端子短絡の原因になることがあると考えられる。ソルダーレジスト層から露出する金属ポストが微小径の場合、リフロー時の側面から加わる熱で金属ポストの脆性が高まり、信頼性が低下することがあると予想される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係るプリント配線基板の製造方法は、樹脂絶縁層上に導体層を形成することと、前記樹脂絶縁層及び導体層上にソルダーレジスト層を形成することと、前記ソルダーレジスト層に前記導体層に至る開口を形成することと、前記導体層上に、前記ソルダーレジスト層から突出する金属ポストをめっきで形成することと、前記金属ポスト上に半田層を形成することで半田層付き金属ポストを形成することと、前記半田層付き金属ポストの表面及び前記半田付き金属ポストの周囲の前記ソルダーレジスト層上にフラックスを塗布することと、前記フラックスを介し前記半田層にレーザを照射することで、半田バンプを形成すること、とを有する。
【0006】
[実施形態の効果]
本発明の実施形態によれば、レーザで必要な箇所のみを加熱するため、基板全体への熱ストレスが少ない。基板に反りが生じ難い。レーザで短時間に加熱するため、短絡の原因となる半田バンプからのスズの垂れ下がりが生じ難い。フラックスを塗布することで、リフロー時に半田層の表面の酸化膜を除去できる。フラックスを塗布することで、レーザによってソルダーレジスト層の表面の変質を防ぐことができる。ソルダーレジスト層から露出する金属ポストに、レーザ照射時に側面から熱を加えないので、金属ポストの脆性が高まらず、信頼性が低下することがない。
本発明の実施形態によれば、レーザで必要な箇所のみを加熱するため、基板全体への熱ストレスが少ない。基板に反りが生じ難い。レーザで短時間に加熱するため、短絡の原因となる半田バンプからのスズの垂れ下がりが生じ難い。フラックスを塗布することで、リフロー時に半田層の表面の酸化膜を除去できる。フラックスを塗布することで、レーザによってソルダーレジスト層の表面の変質を防ぐことができる。ソルダーレジスト層から露出する金属ポストに、レーザ照射時に側面から熱を加えないので、金属ポストの脆性が高まらず、信頼性が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
図３（Ｃ）は本発明の実施形態に係るプリント配線板１０の断面図である。
プリント配線板１０は、第１面Ｆと第１面Ｆの反対側の第２面Ｓとを有する樹脂絶縁層３０と、樹脂絶縁層３０の第１面Ｆ側に形成された第１導体層３８と、樹脂絶縁層３０の第２面Ｓ側に形成された第２導体層３４と、樹脂絶縁層３０を貫通し第１導体層３８と第２導体層を接続するビア導体３６と、樹脂絶縁層３０及び第１導体層３８上に形成されているソルダーレジスト層５０と、ソルダーレジスト層５０を貫通し第１導体層３８に至る複数の金属ポスト８０とを有する。ソルダーレジスト層５０は第１導体層３８に至る開口５１を有する。金属ポスト８０は開口５１内に形成されている導体部（ビア導体部）６０とソルダーレジスト層５０の第１面Ｆから突出している導体部（突出部）９０で形成されている。開口５１とビア導体部６０の形状は略切頭錐体である。突出部９０の形状は略円柱である。ビア導体部６０と突出部９０は連続していて、両者は一体化されている。
プリント配線板１０は、第１面Ｆと第１面Ｆの反対側の第２面Ｓとを有する樹脂絶縁層３０と、樹脂絶縁層３０の第１面Ｆ側に形成された第１導体層３８と、樹脂絶縁層３０の第２面Ｓ側に形成された第２導体層３４と、樹脂絶縁層３０を貫通し第１導体層３８と第２導体層を接続するビア導体３６と、樹脂絶縁層３０及び第１導体層３８上に形成されているソルダーレジスト層５０と、ソルダーレジスト層５０を貫通し第１導体層３８に至る複数の金属ポスト８０とを有する。ソルダーレジスト層５０は第１導体層３８に至る開口５１を有する。金属ポスト８０は開口５１内に形成されている導体部（ビア導体部）６０とソルダーレジスト層５０の第１面Ｆから突出している導体部（突出部）９０で形成されている。開口５１とビア導体部６０の形状は略切頭錐体である。突出部９０の形状は略円柱である。ビア導体部６０と突出部９０は連続していて、両者は一体化されている。
【0009】
突出部９０の上面９０Ｔ上に金属膜７８が形成されている。金属膜７８の例は、スズ層やＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ層である。金属膜７８上に半球状の半田バンプ８４が形成されている。
【0010】
第１導体層３８はソルダーレジスト層５０の第１面Ｆ上に形成されているシード層５６とシード層５６上に形成されている第１電解めっき膜５８で形成されている。金属ポスト８０は第１電解めっき膜５８上に直接形成されている。金属ポスト８０はシード層５２と、シード層５２上に形成されている第２電解めっき膜５４で形成されている。
【0011】
実施形態のプリント配線板１０では、金属ポスト８０がソルダーレジスト層５０から突出するので、隣接する金属ポスト８０間の距離を小さくすることができる。隣接する金属ポスト８０間の距離が小さくても、隣接する金属ポスト８０間で短絡が生じ難い。
【0012】
[製造方法]
図１、図２、図３に実施形態のプリント配線板１０の製造方法が示される。
第２導体層３４上に樹脂絶縁層３０が形成される。樹脂絶縁層３０は第１面Ｆと第１面Ｆとの反対面の第２面Ｓとを有する。樹脂絶縁層３０上にシード層５６と第１電解めっき膜５８からなる第１導体層３８が形成される。その時、樹脂絶縁層３０を貫通し第２導体層３４に至るビア導体３６が形成される。樹脂絶縁層３０と第１導体層３８上にソルダーレジスト層５０が形成される（図１（Ａ））。図示しないアライメントマークを用いて位置決めされ、ソルダーレジスト層５０に、レーザで第１導体層３８に至る開口（第１開口）５１が形成される（図１（Ｂ））。ソルダーレジスト層５０の第１面Ｆと第１開口５１内に無電解めっきによりシード層５２が形成される（図１（Ｃ））。
図１、図２、図３に実施形態のプリント配線板１０の製造方法が示される。
第２導体層３４上に樹脂絶縁層３０が形成される。樹脂絶縁層３０は第１面Ｆと第１面Ｆとの反対面の第２面Ｓとを有する。樹脂絶縁層３０上にシード層５６と第１電解めっき膜５８からなる第１導体層３８が形成される。その時、樹脂絶縁層３０を貫通し第２導体層３４に至るビア導体３６が形成される。樹脂絶縁層３０と第１導体層３８上にソルダーレジスト層５０が形成される（図１（Ａ））。図示しないアライメントマークを用いて位置決めされ、ソルダーレジスト層５０に、レーザで第１導体層３８に至る開口（第１開口）５１が形成される（図１（Ｂ））。ソルダーレジスト層５０の第１面Ｆと第１開口５１内に無電解めっきによりシード層５２が形成される（図１（Ｃ））。
【0013】
ソルダーレジスト層５０の第１面Ｆ上に第２開口７１を有するめっきレジスト７０が形成される（図１（Ｄ））。第２開口７１は第１開口５１に繋がっている。第２開口７１の径は第１開口５１の径より大きい。第２開口７１と第１開口５１で導体用開口５３が形成される。シード層５２を用いて第２電解めっき膜５４を形成することで、導体用開口５３内に金属ポスト８０が形成される（図１（Ｅ））。金属ポスト８０は、ソルダーレジスト層５０内の導体部（ビア導体部）６０とソルダーレジスト層５０の第１面Ｆから突出している導体部（突出部）９０で形成されている。
【0014】
めっきレジスト７０から露出する突出部９０の上面９０Ｔ上にめっきで金属膜７８が形成される（図２（Ａ））。金属膜７８の例は、スズ層やＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ層である。めっきレジスト７０から露出する金属膜７８上に半田めっきで半田層８２が形成される（図２（Ｂ））。めっきレジストが除去され、金属ポスト８０の突出部９０が露出される（図２（Ｃ））。金属ポスト８０から露出するシード層５２が除去される（図２（Ｄ））。
【0015】
図３（Ａ）は一つのエリアの説明である。複数の半田層８２付き金属ポスト８０の表面及び複数の半田層８２付き金属ポスト８０の周囲ソルダーレジスト層５０上にフラックス８６が塗布される（図３（Ａ））。図４（Ａ）は塗布されたフラックス８６の平面図である。フラックスを塗布する際に用いられたアライメントマーク(図示しない)を用いて位置決めされ、複数の半田層８２付き金属ポスト８０の表面及びソルダーレジスト層５０上のフラックス８６に、フラックス８６の塗布されている領域ＬＥ１にレーザが照射され、半田層から半田バンプ８４が形成される（図３（Ｂ））。図４（Ｂ）はレーザが照射される領域ＬＥ２の平面図である。プリント配線板１０上に図３（Ａ）と同様なエリアが複数存在する。塗布は、エリア毎に行われる。照射は、塗布されたエリア毎に行われる。さらに、照射は、塗布された１つのエリア全体を同時に行われる。なお、照射は、塗布されたエリアよりも僅かに小さい範囲で行われる。半田バンプ８４が形成された後、フラックスが洗浄されプリント配線板１０が完成する（図３（Ｃ））。
【0016】
図５（Ａ）、図５（Ｃ）は参考例の製造方法のプリント配線板の半田バンプの顕微鏡写真のスケッチであり、図５（Ｃ）は図５（Ａ）中の一部を拡大した顕微鏡写真のスケッチである。
参考例の製造方法では、リフローにより半田層を溶融し、半田バンプが形成された。リフローにより半田層を溶融した場合、加熱時間が長くなるため、図５（Ｃ）中に楔状の線分Ｌで特定されるように半田バンプからのスズの垂れ下がりが生じ易い。
参考例の製造方法では、リフローにより半田層を溶融し、半田バンプが形成された。リフローにより半田層を溶融した場合、加熱時間が長くなるため、図５（Ｃ）中に楔状の線分Ｌで特定されるように半田バンプからのスズの垂れ下がりが生じ易い。
【0017】
図５（Ｂ）、図５（Ｄ）は実施形態の製造方法のプリント配線板の半田バンプの顕微鏡写真のスケッチであり、図５（Ｄ）は図５（Ｂ）中の一部を拡大した顕微鏡写真のスケッチである。
実施形態の製造方法では、レーザにより半田層を溶融し、半田バンプが形成された。レーザにより半田層を溶融した場合、加熱時間が短くなるため、図５（Ｄ）中で示されるように半田バンプからのスズの垂れ下がりが生じ難い。
実施形態の製造方法では、レーザにより半田層を溶融し、半田バンプが形成された。レーザにより半田層を溶融した場合、加熱時間が短くなるため、図５（Ｄ）中で示されるように半田バンプからのスズの垂れ下がりが生じ難い。
【0018】
実施形態の製造方法では、レーザで必要な箇所のみを加熱するため、基板全体への熱ストレスが少ない。基板に反りが生じ難く、実装不良が発生し難い。レーザで短時間に加熱するため、短絡の原因となる半田バンプからのスズの垂れ下がりが生じ難い。フラックスを塗布することで、リフロー時に半田層の表面の酸化膜が除去でされる。即ち、ＲＣＯＯＨを含むフラックスで、半田層の表面のスズ酸化膜（ＳｎＯ）を、Ｓｎ（ＲＣＯＯ）2と、Ｈ2Ｏとに変化させ、スズ酸化膜（ＳｎＯ）が除去される。フラックスを塗布することで、レーザによってソルダーレジスト層の表面の変質を防ぐことができる。ソルダーレジスト層から露出する金属ポストに、レーザ照射時に側面から熱を加えないので、金属ポストの脆性が高まらず、微小径の金属ポストでも信頼性が低下することがない。
【符号の説明】
【0019】
１０ プリント配線板
３０ 樹脂絶縁層
５０ ソルダーレジスト層
８０ 金属ポスト
８２ 半田層
８４ 半田バンプ
３０ 樹脂絶縁層
５０ ソルダーレジスト層
８０ 金属ポスト
８２ 半田層
８４ 半田バンプ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】