特開 2022-18196 プリント配線板の製造方法およびプリント配線板

(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】P2022018196

(43)【公開日】2022-01-27

(54)【発明の名称】プリント配線板の製造方法およびプリント配線板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20220120BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20220120BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 505A

H01L21/92 604A

H01L21/92 604S

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020121121

(22)【出願日】2020-07-15

(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】佐藤 巧治

(72)【発明者】

【氏名】水谷 直希

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AA03

5E319AC02

5E319AC11

5E319BB01

5E319CC33

5E319CD26

(57)【要約】

【課題】複数のめっきバンプの高さを揃える。
【解決手段】ベースめっき層２４上にトップめっき層２８が形成されるめっきバンプを複数有するプリント配線板１０の製造方法であって、ソルダーレジスト層１６上およびベースめっき層上にドライフィルムレジスト層３２を形成することと、ドライフィルムレジスト層に、ベースめっき層を露出させる開口３２ａを形成することと、開口にめっきによりトップめっき層を形成することと、ドライフィルムレジスト層を除去することと、を含み、ドライフィルムレジスト層の開口は、複数のめっきバンプ間でめっきバンプの高さを揃えるよう、めっきバンプ毎に異なる開口径とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記開口内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、
前記トップめっき層をリフローすることでめっきバンプを形成することと、を含む、複数のめっきバンプを有するプリント配線板を製造する方法であって、
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は、
前記ソルダーレジスト層上および前記ベースめっき層上にドライフィルムレジスト層を形成することと、
前記ドライフィルムレジスト層に、前記ベースめっき層を露出させる開口を形成することと、
前記開口にめっきにより前記トップめっき層を形成することと、
前記ドライフィルムレジスト層を除去することと、を含み、
前記ドライフィルムレジスト層の開口は、前記複数のめっきバンプ間でめっきバンプの高さを揃えるよう、めっきバンプ毎に前記ベースめっき層の高さに応じた異なる開口径とする。

【請求項2】

請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記ベースめっき層と前記導体パッドとの間に下地層を形成することをさらに含む。

【請求項3】

請求項２に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記下地層が、ニッケル層、パラジウム層及び金層からなる。

【請求項4】

請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、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形成することをさらに含む。

【請求項5】

請求項４に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記中間層がニッケルを主成分とする。

【請求項6】

請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記ベースめっき層が銅を主成分とする。

【請求項7】

請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記トップめっき層がスズを主成分とする。

【請求項8】

複数のめっきバンプを有する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、
前記ソルダーレジスト層の開口内に形成されたベースめっき層と、前記ベースめっき層上に半球状に形成されたトップめっき層と、を含むめっきバンプと、
を有し、
前記複数のめっきバンプ間で、前記ベースめっき層の高さが異なり、めっきバンプの高さが略同じである。

【請求項9】

請求項８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導体パッドとの間に下地層を有する。

【請求項10】

請求項９に記載プリント配線板であって、前記下地層が、ニッケル層、パラジウム層及び金層からなる。

【請求項11】

請求項８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12】

請求項１１に記載のプリント配線板であって、前記中間層がニッケルを主成分とする。

【請求項13】

請求項８に記載のプリント配線板であって、前記ベースめっき層が銅を主成分とする。

【請求項14】

請求項８に記載のプリント配線板であって、前記トップめっき層がスズを主成分とする。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のめっきバンプを有するプリント配線板の製造方法およびプリント配線板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、複数の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３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３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。そして、複数のめっきバンプ７１間において、各ベースめっき層６４の高さが同じであり、各トップめっき層６５の高さが同じである。

【0005】

この場合、複数のめっきバンプ７１間において、ベースめっき層６４の高さを揃えるための研磨や、めっきバンプ７１の高さを揃えるためのフラッタニングを実施する必要があり、製造工程が複雑となっていた。

【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、前記開口内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、前記トップめっき層をリフローすることでめっきバンプを形成することと、を含む、複数のめっきバンプを有するプリント配線板を製造する方法であって、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は、前記ソルダーレジスト層上および前記ベースめっき層上にドライフィルムレジスト層を形成することと、前記ドライフィルムレジスト層に、前記ベースめっき層を露出させる開口を形成することと、前記開口にめっきにより前記トップめっき層を形成することと、前記ドライフィルムレジスト層を除去することと、を含み、前記ドライフィルムレジスト層の開口は、前記複数のめっきバンプ間でめっきバンプの高さを揃えるよう、めっきバンプ毎に前記ベースめっき層の高さに応じた異なる開口径とする。

【0007】

本発明に係るプリント配線板は、複数のめっきバンプを有する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、前記ソルダーレジスト層の開口内に形成されたベースめっき層と、前記ベースめっき層上に半球状に形成されたトップめっき層と、を含むめっきバンプと、を有し、前記複数のめっきバンプ間で、前記ベースめっき層の高さが異なり、めっきバンプの高さが略同じである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態のプリント配線板を説明するための断面図である。

【図2】（ａ）～（ｄ）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3】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。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜本発明のプリント配線板の製造方法により作製されたプリント配線板について＞
本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態が、図面を参照して説明される。なお、図１および図２（ａ）～（ｄ）に示す例において、各部材の寸法、特に高さ方向の寸法については、本発明の特徴をより良く理解できるようにするために、実際の寸法とは異なる寸法で記載している。

【0010】

図１には、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。

【0011】

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。

【0012】

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。下地層としては、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。

【0013】

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（図示せず）を形成することもできる。中間層の厚みは７μｍ以下とすることが好ましい。

【0014】

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。

【0015】

本発明に係るプリント配線板では、複数のめっきバンプ２０毎にベースめっき層２４の高さが異なり、全めっきバンプ２０の高さが同じである。なお、図１に示す例では、導体層１４の厚さが異なることが原因となり、ベースめっき層２４の高さが異なっている。しかし、本発明では、その原因によらず、最終的にベースめっき層２４の高さが異なっていればよい。

【0016】

＜本発明のプリント配線板の製造方法について＞
以下、本発明に係る図１に示すプリント配線板１０の製造方法を、図２（ａ）～（ｄ）を参照して説明する。

【0017】

図２（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、ソルダーレジスト層１６およびベースめっき層２４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。

【0018】

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。ソルダーレジスト層１６には、例えば炭酸ガスレーザまたはＵＶ－ＹＡＧレーザ等により、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が形成される。開口１６ａのアスペクト比は０．５以下とするのが好ましい。導体パッド１４ａ上には、めっきにより例えばニッケル層、パラジウム層、金層がこの順に積層されて下地層（図示せず）が形成されてもよい。ベースめっき層２４は、ソルダーレジスト層１６上に形成された、めっきバンプ２０の形成予定部位に開口を有する所定パターンのめっきレジストを介して、例えば電解めっき処理を行うことで形成される。

【0019】

次に、図２（ｂ）に示すように、ソルダーレジスト層１６上およびベースめっき層２４上にドライフィルムレジスト層３２を形成し、ドライフィルムレジスト層３２に、ベースめっき層２４を露出させる開口３２ａを形成する。ドライフィルムレジスト層３２に開口３２ａを形成する方法の一例としては、ドライフィルムレジスト層３２にマスクを介して開口３２ａの部分を露光して除去する方法をとることができる。次に、図２（ｃ）に示すように、ドライフィルムレジスト層３２に形成した開口３２ａに、例えばスズを用いた電気めっきを施した後ドライフィルムレジスト層３２を除去することで、ベースめっき層２４上にスズからなるトップめっき層２８を形成する。その後、図２（ｄ）に示すように、トップめっき層２８をリフローすることで、複数のめっきバンプ２０を得ることができる。

【0020】

上述した図２（ａ）～（ｄ）に一実施形態を示す本発明のプリント配線板の製造方法の特徴は、複数のめっきバンプ２０において、ベースめっき層２４の高さに応じてドライフィルムレジスト層３２に形成する開口３２ａの開口径を調整することで、トップめっき層２８のスズの量を管理し、最終的なめっきバンプ２０の高さを制御することにある。すなわち、ドライフィルムレジスト層３２の開口３２ａを、トップめっき層２８をリフロー後の全めっきバンプ２０の高さが一定になるよう、めっきバンプ２０毎にベースめっき層２４の高さに応じて異なる開口径とし、トップめっき層２８の体積をめっきバンプ２０毎に異ならせている。

【0021】

図２（ａ）～（ｄ）に示す例では、図２（ａ）に示すように、３か所のめっきバンプ２０のうち、左端のベースめっき層２４、中間のベースめっき層２４、右端のベースめっき層２４のそれぞれの高さが、高、中、低となっている。なお、全てのめっきバンプ２０において、ベースめっき層２４の径は略同じである。その場合、図２（ｂ）に示すように、左端のドライフィルムレジスト層３２の開口３２ａ、中間のドライフィルムレジスト層３２の開口３２ａ、右端のドライフィルムレジスト層３２の開口３２ａのそれぞれの開口径を、小、中、大としている。電気めっきによりトップめっき層２８を形成する際、トップめっき層２８の厚さは全てのめっきバンプ２０において同じである。そのため、上述したようにドライフィルムレジスト層３２の開口３２ａの開口径を調整することで、図２（ｃ）に示すように、左端のめっきバンプ２０、中間のめっきバンプ２０、右端のめっきバンプ２０のそれぞれのトップめっき層２８の体積が、小、中、大となる。そのため、トップめっき層２８をリフローすることで、図２（ｄ）に示すように、全てのめっきバンプ２０の高さが一定になる。

【0022】

必要に応じて、図２（ａ）に示す中間体における各ベースめっき層の高さを予め測定し、ソルダーレジスト層１６の表面などに形成された製品の情報を記載する二次元コードにその測定値を取り込み、第２のメーカーがドライフィルムレジスト層３２の開口３２ａを作製する際、その情報を利用することができる。また、めっきバンプ２０の数は多量であるため、プリント配線板の表面を領域に分け、領域毎に開口３２ａの開口径を決めることもできる。さらに、プリント配線板の領域ごとにベースめっき層２４の高さの傾向が予めわかる場合は、そのベースめっき層２４の傾向に応じて各領域毎の開口３２ａの開口径を決めることもできる。

【0023】

本発明のプリント配線板の製造方法およびプリント配線板によれば、複数のめっきバンプ間において、ベースめっき層の高さを揃えるための研磨や、めっきバンプの高さを揃えるためのフラッタニングを実施する必要がなく、製造工程が簡単となる。

【符号の説明】

【0024】

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
２４ ベースめっき層
２８ トップめっき層
３２ ドライフィルムレジスト層
３２ａ 開口

【図1】

【図2】

【図3】