特開 2022-65440 半田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

(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】P2022065440

(43)【公開日】2022-04-27

(54)【発明の名称】半田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

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20220420BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 503A

H05K3/34 505A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020174036

(22)【出願日】2020-10-15

(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】臼井 学

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AC02

5E319BB04

5E319CC33

5E319CD21

5E319CD26

5E319GG20

(57)【要約】

【課題】電子部品と半田バンプとの接続性を良好にする。
【解決手段】半田バンプ２０を有するプリント配線板の製造方法であって、基部絶縁層１２を形成することと、基部絶縁層上に部品実装パッド１４ａを含む導体層１４を形成することと、基部絶縁層上および導体層上にソルダーレジスト層１６を形成することと、ソルダーレジスト層に、部品実装パッドを露出させる開口１６ａを形成することと、ソルダーレジスト層の表面上と開口内と部品実装パッド上にフラックス２２を塗布することと、開口内の部品実装パッド上に半田ボール１４を配置することと、半田ボールをリフローして開口内の部品実装パッド上に半田バンプ２０を形成することと、ソルダーレジスト層の表面上および半田バンプのソルダーレジスト層から露出した表面に残存するフラックスを洗浄して除去することと、半田バンプのソルダーレジスト層から露出した表面に新たにフラックスを塗布してフラックス皮膜２６を形成することと、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半田バンプを有する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部品実装パッドを含む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、前記部品実装パッドを露出させる開口を形成することと、
前記ソルダーレジスト層の表面上と前記開口内と前記部品実装パッド上にフラックスを塗布することと、
前記開口内の部品実装パッド上に半田ボールを配置することと、
前記半田ボールをリフローして前記開口内の前記部品実装パッド上に半田バンプを形成することと、
前記ソルダーレジスト層の表面上および半田バンプのソルダーレジスト層から露出した表面に残存するフラックスを洗浄して除去することと、
前記半田バンプの前記ソルダーレジスト層から露出した表面に新たにフラックスを塗布してフラックス皮膜を形成することと、を含む。

【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、前記フラックス皮膜の膜厚を０．００１μｍ以上１μｍ以下とする。

【請求項3】

半田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部品実装パッドを含む導体層と、
前記基部絶縁層上および前記導体層上に形成され、かつ、前記部品実装パッドを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の前記部品実装パッド上に形成された半田バンプと、
前記半田バンプの前記ソルダーレジスト層から露出した表面上に形成されたフラックス皮膜と、を含む。

【請求項4】

請求項３に記載のプリント配線板であって、前記フラックス皮膜の膜厚が０．００１μｍ以上１μｍ以下である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品実装用の半田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】

従来、部品実装用の半田バンプを有するプリント配線板が使用されている（例えば、特許文献１参照）。図３は、従来の部品実装用半田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５２と、基部絶縁層５２上に形成された部品実装パッド５３ａを含む導体層５３と、基部絶縁層５２および導体層５３上に形成されたソルダーレジスト層５４と、ソルダーレジスト層５４に形成された部品実装パッド５３ａを露出させる開口５５と、開口５５内の部品実装パッド５３ａ上に形成された半田バンプ５６と、から構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－３６１４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図３に示す例では、半田バンプ５６をリフローにて形成するため、リフロー前に、部品実装パッド５３ａ、ソルダーレジスト層５４の表面、開口５５の内部、にフラックスを塗布している。そして、リフローにより半田バンプ５６を形成後、ソルダーレジスト層５４の表面上および半田バンプ５６のソルダーレジスト層５４から露出した表面に残存するフラックスを洗浄して除去している。

【0005】

この場合、半田バンプ５６の表面が外部雰囲気に直接露出しているため、フラックス洗浄から電子部品実装までに時間がたつと、半田バンプ５６の表面に酸化膜が形成されていた。そのため、半田バンプ５６表面の酸化膜により、電子部品と半田バンプ５６との接続性が悪化していた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る半田バンプを有す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部品実装パッドを含む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、前記部品実装パッドを露出させる開口を形成することと、前記ソルダーレジスト層の表面上と前記開口内と前記部品実装パッド上にフラックスを塗布することと、前記開口内の前記部品実装パッド上に半田ボールを配置することと、前記半田ボールをリフローして前記開口内の前記部品実装パッド上に半田バンプを形成することと、前記ソルダーレジスト層の表面上および半田バンプのソルダーレジスト層から露出した表面に残存するフラックスを洗浄して除去することと、前記半田バンプの前記ソルダーレジスト層から露出した表面に新たにフラックスを塗布してフラックス皮膜を形成することと、を含む。

【0007】

本発明に係る半田バンプを有す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部品実装パッドを含む導体層と、前記基部絶縁層上および前記導体層上に形成され、かつ、前記部品実装パッドを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の前記部品実装パッド上に形成された半田バンプと、前記半田バンプの前記ソルダーレジスト層から露出した表面上に形成されたフラックス皮膜と、を含む。

【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）～（ｈ）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）～（ｈ）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、部品実装パッド１４ａを露出させる開口１６ａを有している。部品実装パッド１４ａ上には下地層（図示せず）が形成されていてもよい。

【0013】

プリント配線板１０はさらに、部品実装パッド１４ａ上に形成された半田バンプ２０を備えている。半田バンプ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。半田バンプ２０のソルダーレジスト層１６から露出した表面には、フラックス皮膜２６を形成する。

【0014】

フラックス皮膜２６の膜厚は、０．００１μｍ以上１μｍ以下とすることが好ましい。ここで、フラックス皮膜２６の膜厚が０．００１μｍ未満であると、半田バンプ２０の表面に酸化膜が形成されることがある。また、フラックス皮膜２６の膜厚が１μｍを超えると、マイグレーションを発生しやすくなる。

【0015】

本発明に係るプリント配線板では、半田バンプ２０のソルダーレジスト層１６から露出した表面にフラックス皮膜２６が存在する。そのため、電子部品実装までに時間がたった場合でも、半田バンプ２０の表面に酸化膜が形成されない。よって、半田バンプ２０表面の酸化膜により、電子部品と半田バンプ２０との接続性が悪化することはなく、良好な接続性を得ることができる。

【0016】

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）～（ｈ）を参照して説明する。

【0017】

まず、図２（ａ）に示すように、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部品実装パッド１４ａを含む導体層１４を形成する。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。また、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。

【0018】

次に、図２（ｂ）に示すように、基部絶縁層１２上および導体層１４上にソルダーレジスト層１６を形成する。そして、図２（ｃ）に示すように、ソルダーレジスト層１６に、部品実装パッド１４ａを露出させる開口１６ａを形成する。開口１６ａは、例えば炭酸ガスレーザまたはＵＶ－ＹＡＧレーザ等を用いて形成することができる。

【0019】

次に、図２（ｄ）に示すように、ソルダーレジスト層１６の表面上と開口１６ａ内と部品実装パッド１４ａ上にフラックス２２を塗布する。フラックス２２としては、市販されているフラックス、例えば、ロジン、チクソ剤、アミン、ハロゲン、有機酸、溶剤を含むフラックスを用いることができる。

【0020】

次に、図２（ｅ）に示すように、開口１６ａ内のフラックス２２が塗布された部品実装パッド１４ａ上に半田ボール２４を配置する。そして、図２（ｆ）に示すように、半田ボール２４をリフロー（加熱溶融）して、開口１６ａ内の部品実装パッド１４ａ上に半田バンプ２０を形成する。半田ボール２４をリフローすることで、フラックス２２はソルダーレジスト層１６の表面上と、半田バンプ２０のソルダーレジスト層１６から露出した表面上に残存し、開口１６ａ内および部品実装パッド１４ａ上には残らない。

【0021】

次に、図２（ｇ）に示すように、ソルダーレジスト層１６の表面上および半田バンプ２０のソルダーレジスト層１６から露出した表面に残存するフラックス２２を洗浄して除去する。フラックス２２の洗浄除去は、アルコール系の洗浄剤、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いることにより行うことができる。

【0022】

最後に、図２（ｈ）に示すように、半田バンプ２０のソルダーレジスト層１６から露出した表面に新たにフラックスを塗布して、フラックス皮膜２６を形成する。なお、フラックス皮膜２６の膜厚が、０．００１μｍ以上１μｍ以下となるよう形成することが好ましい。ここで用いるフラックスも上述した市販のフラックスを用いることができる。また、フラックスの塗布方法は、印刷法などを用いることができる。以上の工程により、本発明のプリント配線板を得ることができる。

【0023】

上述した図２（ａ）～（ｈ）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、従来と同様に、ソルダーレジスト層１６の表面上および半田バンプ２０のソルダーレジスト層１６から露出した表面に残存するフラックス２２を洗浄して除去した後、半田バンプ２０のソルダーレジスト層１６から露出した表面に新たにフラックスを塗布して、フラックス皮膜２６を形成する点にある。

【0024】

本発明のプリント配線板の製造方法によれば、フラックス洗浄後に新たにフラックスを塗布して半田バンプ表面にフラックス皮膜２６を形成することにより、半田バンプ２０表面の酸化膜の形成が抑制される。これにより、電子部品実装時の電子部品と半田バンプ２０との接続性が良好となる。また、新たにフラックスを塗布して半田バンプ表面にフラックス皮膜２６を形成しているため、フラックス皮膜２６の膜厚が制御し易くなる。さらに、半田バンプ２０の表面にフラックス皮膜２６を薄く（好ましくは、０．００１μｍ以上１μｍ以下）残留させることにより、マイグレーションを発生し難くなる。

【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 部品実装パッド
１６ ソルダーレジスト層
１６ａ 開口
２０ 半田バンプ
２２ フラックス
２４ 半田ボール
２６ フラックス皮膜

【図1】

【図2】

【図3】