特開 2022-17678 プリント配線板およびその製造方法

(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】P2022017678

(43)【公開日】2022-01-26

(54)【発明の名称】プリント配線板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20220119BHJP

   H05K 3/24 20060101ALI20220119BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20220119BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20220119BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 501E

H05K3/34 502E

H05K3/24 A

H01L23/12 Q

H01L21/92 602D

H01L21/92 602G

H01L21/92 604B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020120364

(22)【出願日】2020-07-14

(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】110001542

【氏名又は名称】特許業務法人銀座マロニエ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】呉 有紅

【テーマコード（参考）】

5E319

5E343

【Ｆターム（参考）】

5E319AB05

5E319AC16

5E319AC17

5E319CC33

5E319GG03

5E319GG20

5E343AA12

5E343AA17

5E343BB15

5E343BB24

5E343BB44

5E343BB48

5E343CC67

5E343DD43

5E343ER26

5E343GG18

5E343GG20

(57)【要約】

【課題】ソルダーレジスト層のクラック発生を防止する。
【解決手段】プリント配線板であって、基部絶縁層１２と、基部絶縁層上に形成された導体層１４と、基部絶縁層上および導体層上に形成され、かつ、導体層の一部を導体パッド１４ａとして露出させる開口１６ａを有する、ソルダーレジスト層１６と、導体パッド上に形成されたバンプ２０と、を備え、バンプは、開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部に形成されたベースめっき層２４と、ベースめっき層上に形成されたトップめっき層２８とを有し、ソルダーレジスト層の表面とベースめっき層の側面端部との間において、ベースめっき層の側面端部がソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部２４ａを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プリント配線板であって、
基部絶縁層と、
前記基部絶縁層上に形成された導体層と、
前記基部絶縁層上および前記導体層上に形成され、かつ、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を有する、ソルダーレジスト層と、
前記導体パッド上に形成されたバンプと、を備え、
前記バンプは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部に形成されたベースめっき層と、該ベースめっき層上に形成されたトップめっき層とを有し、
前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部が前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を備える。

【請求項2】

請求項１に記載のプリント配線板であって、前記ベースめっき層と前記トップめっき層との間に中間層を有する。

【請求項3】

請求項１に記載のプリント配線板であって、
さらに、前記バンプが、第１のバンプと、該第１のバンプよりも小径の第２のバンプとを備える。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
さらに、前記バンプが形成されていない導体パッドを備え、該導体パッド上に前記トップめっき層とは異なる金属からなる耐食性被膜が形成される。

【請求項5】

プリント配線板の製造方法であって、
基部絶縁層を形成することと、
前記基部絶縁層上に導体層を形成することと、
前記基部絶縁層上および前記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、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を形成することと、
前記導体層上、および、前記ソルダーレジスト層の表面ならびに開口の側面上に、シード層を形成することと、
前記導体パッド上にバンプを形成することと、を含み、
前記バンプを形成することは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部にベースめっき層を形成することと、前記ベースめっき層上にトップめっき層を形成することと、前記ソルダーレジスト層の表面の前記シード層をエッチングで除去することを含み、
前記シード層をエッチングで除去する際、前記ベースめっき層の前記ソルダーレジスト層から露出した側面端部をエッチングすることにより、前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部に前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を形成することを含む。

【請求項6】

請求項５に記載のプリント配線板の製造方法であって、
さらに、前記ベースめっき層と前記トップめっき層との間に中間層を形成することを含む。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、めっきバンプを有するプリント配線板およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、めっきバンプを有するプリント配線板の一例を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１２９９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図４は、従来の複数のめっきバンプを有するプリント配線板の一実施形態を示す図である。図４において、プリント配線板５１は、基部絶縁層６１上にソルダーレジスト層６２を形成し、ソルダーレジスト層６２に形成された開口６２ａ内の導体パッド６３上にベースめっき層６４を形成し、ベースめっき層６４上にトップめっき層６５を形成して、トップめっき層６５をリフローしてめっきバンプ７１を形成している。

【0005】

図４に示すように、ソルダーレジスト層６２の表面とベースめっき層６４の側面との界面において、ベースめっき層６４の側面に尖っている部分があると、その部分に応力が集中する。その応力がソルダーレジスト層６２の破壊強度以上に大きくなると、ソルダーレジスト層６２に界面を起点とするクラックＣＲが発生していた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るプリント配線板は、基部絶縁層と、前記基部絶縁層上に形成された導体層と、前記基部絶縁層上および前記導体層上に形成され、かつ、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を有する、ソルダーレジスト層と、前記導体パッド上に形成されたバンプと、を備え、前記バンプは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部に形成されたベースめっき層と、該ベースめっき層上に形成されたトップめっき層とを有し、前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部が前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を備える。

【0007】

本発明に係るプリント配線板の製造方法は、基部絶縁層を形成することと、前記基部絶縁層上に導体層を形成することと、前記基部絶縁層上および前記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、前記導体層の一部を導体パッドとして露出させる開口を形成することと、前記導体層上、および、前記ソルダーレジスト層の表面ならびに開口の側面上に、シード層を形成することと、前記導体パッド上にバンプを形成することと、を含み、前記バンプを形成することは、前記開口内および前記ソルダーレジスト層の表面の一部にベースめっき層を形成することと、前記ベースめっき層上にトップめっき層を形成することと、前記ソルダーレジスト層の表面の前記シード層をエッチングで除去することを含み、前記シード層をエッチングで除去する際、前記ベースめっき層の前記ソルダーレジスト層から露出した側面端部を選択的にエッチングすることにより、前記ソルダーレジスト層の表面と前記ベースめっき層の側面端部との間において、前記ベースめっき層の側面端部に前記ソルダーレジスト層の表面に対し凸状の切り欠き部を形成することを含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明のプリント配線板の一実施形態を説明するための断面図である。

【図2】本発明のプリント配線板の他の実施形態を説明するための図である。

【図3】（ａ）～（ｆ）は、それぞれ、本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を説明するための図である。

【図4】従来のめっきバンプを有するプリント配線板の一実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜本発明のプリント配線板について＞
本発明のプリント配線板の一実施形態が、図面を参照して説明される。図１には、一実施形態の製造方法により作製されたプリント配線板１０の一部が拡大して示されている。プリント配線板１０は、コア基板（図示せず）の片面または両面に所定の回路パターンを有する導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるコア付き基板であってよい。コア基板の両面に導体層を形成する場合には、コア基板を介して対向する導体層同士は、スルーホール導体（図示せず）を介して接続されていてもよい。あるいは、プリント配線板１０は、コア基板の代わりに支持板（図示せず）上で導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層した後、支持板を除去してなるコアレス基板であってもよい。

【0010】

いずれにせよ、プリント配線板１０は、図１に示すように、少なくとも１層の樹脂絶縁層のうち最外に配置されたものである基部絶縁層１２と、基部絶縁層１２上に形成された、所定の回路パターンを有する導体層１４と、基部絶縁層１２および導体層１４上に形成されたソルダーレジスト層１６とを備えている。基部絶縁層１２の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に設けられている場合が多いが、図では省略されている。しかし、プリント配線板１０は、１層の基部絶縁層１２と１層の導体層１４とからなるものでもよい。

【0011】

基部絶縁層１２は、例えばシリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含む樹脂組成物等で構成することができる。導体層１４は導電性金属、例えば銅を主成分とする金属で形成される。ソルダーレジスト層１６は、導体層１４の一部を導体パッド１４ａとして露出させる開口１６ａを有している。開口１６ａのアスペクト比、つまり底部の口径に対する深さの比は０．５以下とすることができる。導体パッド１４ａ上には下地層（図示せず）が形成されていてもよい。

【0012】

プリント配線板１０はさらに、導体パッド１４ａ上に形成されためっきバンプ２０を備えている。めっきバンプ２０は電源もしくはグランド線との接続あるいは信号線との接続に用いることができる。めっきバンプ２０は、開口１６ａ内およびソルダーレジスト層１６の表面の一部に形成されたベースめっき層２４と、ベースめっき層２４上に形成されたトップめっき層２８とを有する。ベースめっき層２４上に、例えばニッケルを主成分とする中間層２６を形成している。中間層２６の厚みは７μｍ以下とすることが好ましい。なお、中間層２６は形成しなくてもよい。

【0013】

ベースめっき層２４は、導電性金属、好ましくは銅を主成分とする金属から形成されている。ベースめっき層２４はソルダーレジスト層１６の表面（基部絶縁層１２とは反対側の面）を超える高さまで形成することが好ましい。これによりめっきバンプ２０が開口１６ａ内に安定して保持される。ソルダーレジスト層１６の表面からのベースめっき層２４の厚みは３μｍ～２０μｍの範囲内とすることが好ましい。トップめっき層２８は、ベースめっき層２４よりも融点が低くリフロー処理により溶融して図１に示すような略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。トップめっき層２８の厚み（めっきバンプ２０の外周面においてトップめっき層２８の下端からトップめっき層の頂部までの垂直方向の距離）は５μｍ～４５μｍの範囲とすることが好ましい。トップめっき層２８の厚みをこの範囲とすることで、めっきバンプ２０と、プリント配線板１０に実装される半導体チップやメモリなど電子部品の接続パッド（図示せず）との間で良好な接続信頼性が得られる。

【0014】

本発明に係るプリント配線板では、ソルダーレジスト層１６の表面とベースめっき層２４の側面端部との間において、ベースめっき層２４の側面端部がソルダーレジスト層１６の表面に対し凸状の切り欠き部２４ａを備える点が特徴である。ベースめっき層２４の側面端部に切り欠き部２４ａを設けることで、従来ソルダーレジスト層１６とベースめっき層２４の側面端部との界面を起点として発生するクラックＣＲをなくすことができる。

【0015】

図２は、本発明のプリント配線板の他の実施形態を説明するための図である。図２に示すプリント配線板１０では、バンプ２０は、第１のバンプ２０－１と、第１のバンプ２０－１よりも小径の第２のバンプ２０－２と、を備えている。第１のバンプ２０－１および第２のバンプ２０－２の構成は、大径と小径との差異がある以外、図１で示したバンプ２０と同じ構成である。図２に示すプリント配線板１０において、第１のバンプ２０－１および第２のバンプ２０－２に加えて、バンプを形成せずに導体層１４上に金層を含む下地層５０を形成してなる開口１６ａを備えている。下地層５０上には、必要に応じて、コンデンサーなどの部品を搭載することができる。

【0016】

＜本発明のプリント配線板の製造方法について＞
図３（ａ）～（ｆ）は、それぞれ、本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態の各工程説明するための図である。図３（ａ）～（ｆ）に示す各工程は、図２に示すプリント配線板を製造する工程を例にして示している。

【0017】

図３（ａ）には、公知の方法を用いて、基部絶縁層１２上に所定の回路パターンを有する導体層１４およびソルダーレジスト層１６が形成された中間体が示されている。基部絶縁層１２の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に形成されている場合が多いが、図では省略されている。複数の導体層および樹脂絶縁層はコア基板上もしくは後に除去可能な支持板上で積層することができる。しかし、プリント配線板１０は、基部絶縁層１２としての１層の樹脂絶縁層と１層の導体層１４とからなるものでもよく、この場合この樹脂絶縁層が基部絶縁層１２に相当する。基部絶縁層１２には、シリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含むビルドアップ用絶縁樹脂フィルムを用いることができる。なお、導体層１４の厚さは２０μｍ以下であることが好ましい。

【0018】

次に、図３（ｂ）に示すように、公知のレーザを用いる方法やプラズマ処理を用いる方法により、ソルダーレジスト層１６に、導体層１４の一部を導体パッド１４ａとして露出させる開口１６ａを形成する。

【0019】

次に、図３（ｃ）に示すように、バンプを形成する予定の導体層１４上をマスク（図示しない）で塞いだ状態で、バンプを形成しない一部の導体層１４上に、下地層５０を形成する。下地層５０としては金層を含んでいればよく、導体パッド１４ａの表面に形成されたニッケル層とニッケル層上に形成されたパラジウム層とパラジウム層上に形成された金層とを例示することができる。その他、ニッケル層とニッケル層上に形成された金層とを例示することができる。

【0020】

次に、図３（ｄ）に示すように、例えば、無電解銅めっき処理等の無電解めっき処理により、導体層１４上、および、ソルダーレジスト層１６の表面ならびに開口１６ａの側面上に、銅からなるシード層３４を形成する。

【0021】

次に、図３（ｅ）に示すように、バンプを形成しない一部の導体層１４上をマスク（図示しない）で塞いだ状態で、公知の方法に従って例えば電解めっき処理が行われ、シード層３４上のバンプを形成する開口１６ａに、例えば銅を主成分とするベースめっき層２４が形成され、ベースめっき層２４上に例えばニッケルを主成分とする中間層２６が形成され、中間層２６上にトップめっき層２８が形成される。トップめっき層２８は、ベースめっき層２４よりも融点が低くリフロー処理により溶融して略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。

【0022】

次に、図３（ｆ）に示すように、公知の方法に従って、シード層３４の露出部分をエッチングにより除去する。本発明の一実施形態の特徴は、このシード層３４のエッチングによる除去において、銅を選択的にエッチングすることにより、銅からなるベースめっき層２４の露出部分の側面端部を選択的にエッチングする点にある。これにより、ソルダーレジスト層１６の表面とベースめっき層２４の側面端部との間において、ベースめっき層２４の側面端部にソルダーレジスト層１６の表面に対し凸状の切り欠き部２４ａを形成することができる。本発明の一実施形態のプリント配線板１０を得ることができる。

【0023】

なお、図３（ｆ）に示すように、プリント配線板１０にバンプを形成しない下地層５０を有する開口１６ａを設けた場合は、上述したシード層３４を除去するためのエッチングによるベースめっき層２４の側面端部への切り欠き部２４ａの形成に加えて、下地層５０と電気的に接続しているベースめっき層２４の側面を、下地層５０とベースめっき層２４との電池反応によりさらにエッチングして、ソルダーレジスト層１６の表面とベースめっき層２４の側面端部との間において、ベースめっき層２４の側面端部にソルダーレジスト層１６の表面に対し凸状の切り欠き部２４ａを形成することもできる。

【0024】

また、図３（ｅ）の電解めっき処理の際に、マスクの開口を裾引き形状にしても良い。これにより、ベースめっき層の側面端部に切り欠き部を形成するためのエッチングの処理時間を短縮できる。

【符号の説明】

【0025】

１０ プリント配線板
１２ 基部絶縁層
１４ 導体層
１４ａ 導体パッド
１６ ソルダーレジスト層
１６ａ 開口
２０ めっきバンプ
２０－１ 第１のバンプ
２０－２ 第２のバンプ
２４ ベースめっき層
２４ａ 切り欠き部
２６ 中間層
２８ トップめっき層
３４ シード層
５０ 下地層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】