説明

プリント配線板及びその製造方法

【課題】ソルダーレジスト層に良好な半田バンプの形成が可能な開口形状を備えるプリント配線板及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】層間絶縁層と、上記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、上記層間絶縁層上及び上記導体パターン上に設けられ、上記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、上記開口部の内部に形成された半田バンプとを有するプリント配線板であって、上記開口部の形状は、平面視ティアドロップ形状又は平面視n角形状(n≧3)であることを特徴とするプリント配線板。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的にプリント配線板は、基板上に導体パターンと層間絶縁層とを順次積層した後、これらの導体回路を保護するために、最外層にソルダーレジスト層を形成する。半田バンプを形成する際には、導体回路との接続のためにソルダーレジスト層の一部を開口し、半田バンプ形成用パッドを露出させる。その後、上記開口部にフラックスを塗布して半田ボールを供給後、リフローを行い半田バンプを形成する。
【0003】
近年、電子部品小型化の要求に伴いプリント配線板全体の厚さを低減させることが要求されている。また、プリント配線板との接触を確実に行うため、ソルダーレジスト層の厚みと比較して半田バンプの高さを増大させる必要があり、ソルダーレジスト層の厚みは薄くなってきている。
さらに、電子部品小型化の要求に答えるべく、ICチップの配線が高密度になり、配線幅も狭くなってきていることに伴い、ICチップと接続するプリント配線板の半田バンプ間距離も狭くなってきている。これに応じて、半田バンプ形成用パッドの間隔を狭くし、ひいては、ソルダーレジスト層の開口部を小さくすることが要求されている。これを受けて、特許文献1には、ソルダーレジスト層の内部にレーザーで微小な開口部を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−57298号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、ソルダーレジスト層の厚みを薄くし、かつ、ソルダーレジスト層の開口部を小さくするにつれて、ソルダーレジスト層の開口部にフラックスを塗布して半田ボールを供給した際、上記開口部の内壁と上記半田ボールの側面との間の距離は極めて小さくなる。このようなプリント配線板では、リフローの際、フラックスが逃げる空間が確保されず、半田ボールが浮いた状態となる。その結果、半田ボールと半田バンプ形成用パッドとの接触面積が小さくなるため、適切に半田バンプが形成されない可能性がある。
【0006】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ソルダーレジスト層に良好な半田バンプの形成が可能な開口形状を備えるプリント配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1に記載のプリント配線板は、層間絶縁層と、上記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、上記層間絶縁層上及び上記導体パターン上に設けられ、上記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、上記開口部の内部に形成された半田バンプとを有するプリント配線板であって、上記開口部の形状は、平面視ティアドロップ形状又は平面視n角形状(n≧3)であることを特徴とする。
【0008】
このような形状を有するプリント配線板の開口部に、例えば半田ボールを用いてリフローにより半田バンプを形成する際、開口部の中で半田ボールが溶融するとともにフラックスは液化の後ガス化し、急激にその体積が膨張する。しかしながら、上記開口部は、平面視ティアドロップ形状又は平面視n角形状(n≧3)から構成されている。
この場合、液化又はガス化したフラックスの逃げ道が確保され、フラックスが半田ボールを持ち上げたり、半田ボールを吹き飛ばしたりすることなく、逃げ道を経由して容易に外部(例えば、半田ボールの表面)に抜け出ることができるものと推測される。そのため、リフロー時に溶融した半田ボールと半田バンプ形成用パッドとの接触面積が大きくなり、溶融半田ボールが半田バンプ形成用パッドに確実に接触した状態で固化される。その結果、開口部から半田ボールが移動することなく、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプが適切に形成される。
また、例えばスクリーン印刷により半田バンプを形成する場合には、半田のセルフアライメント性能が発揮され、パッド上に半田バンプを適切に形成することが可能となる。
【0009】
請求項2に記載のプリント配線板では、上記開口部の形状は、所定の方向に突き出る突出部を有し、上記突出部は、最も隣接する上記開口部とは異なる方向に突き出ている。
その結果、半田バンプ形成用パッド間のスペースが確保され、突出部の方向に半田ボールが流れ、ショートが発生するのを防止することができるものと推測される。
【0010】
請求項3に記載のプリント配線板では、上記半田バンプは、半田ボールを用いて形成されている。
半田ボールを用いて半田バンプを形成すると、高さの均一な半田バンプを容易に形成することが可能になる。
【0011】
請求項4に記載のプリント配線板では、上記開口部に上記半田ボールを搭載した際に、ソルダーレジスト層上面と同一平面上における上記半田ボールの表面と上記開口部の内壁との間の最も狭い隙間は、4μm以上である。
ソルダーレジスト層上面と同一平面上における上記半田ボールの表面と上記開口部の内壁との間の最も狭い隙間が4μm以上であると、リフローの際、上記隙間がフラックスの逃げ道となるので、フラックスが上記隙間を通って容易に抜け出ることができる。その結果、半田ボールが半田バンプ形成用パッドに確実に接触した状態で固化し、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプを適切に形成することが可能になる。
上記隙間が4μm未満であると、リフローの際、充分なフラックスの逃げ道が確保されず、半田ボールと半田パッドとの間にフラックスが残留するおそれがある。その結果、半田ボールと半田バンプ形成用パッドとの接触面積を大きくとることができず、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプを適切に形成することが困難になる。
【0012】
請求項5に記載のプリント配線板では、平面視した上記開口部の最も長い開口径の長さは、上記半田ボールの直径の110〜150%である。
平面視した上記開口部の最も長い開口径の長さが、上記半田ボールの直径の110〜150%であると、上記開口部の内壁と上記半田ボールの側面との間の距離が充分に確保されるので、リフローの際、フラックスが容易に外部へ抜け出ることができる。その結果、半田ボールが半田バンプ形成用パッドに確実に接触した状態で固化し、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプを適切に形成することが可能になる。
平面視した上記開口部の最も長い開口径の長さが、上記半田ボールの直径の110%未満であると、上記開口部の内壁と上記半田ボールの側面との間の距離が狭く、リフローの際、充分なフラックスの逃げ道が確保されず、半田ボールと半田パッドとの間にフラックスが残留するおそれがある。その結果、半田ボールと半田バンプ形成用パッドとの接触面積を大きくとることができず、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプを適切に形成することが困難になる。
平面視した上記開口部の最も長い開口径の長さが、上記半田ボールの直径の150%を超えると、上記開口部の体積が過剰に大きくなり、形成される半田バンプの高さを充分に確保することが困難となる。
【0013】
請求項6に記載のプリント配線板では、上記ソルダーレジスト層の厚みは、平面視した上記開口部の最も長い上記開口径の長さの15〜40%である。
上記ソルダーレジスト層の厚みが平面視した上記開口径の長さの15〜40%であると、用いようとする半田ボールの大きさに対する上記ソルダーレジスト層の厚さを充分に確保できるので、リフロー時に半田ボールが開口部から外に移動しにくく、ミッシングバンプを防ぐことができる。
上記ソルダーレジスト層の厚みが平面視した上記開口径の長さの15%未満であると、用いようとする半田ボールの大きさに対する上記ソルダーレジスト層の厚さが薄すぎて、リフロー時に半田ボールが開口部から外に移動しやすくなり、ミッシングバンプが起こりやすくなる。
上記ソルダーレジスト層の厚みが平面視した上記開口径の長さの40%を超えると、上記ソルダーレジスト層の厚みが厚くなって開口部の体積が過剰に大きくなり、形成される半田バンプの高さを充分に確保することが困難となる。
【0014】
請求項7に記載のプリント配線板では、平面視した上記突出部は、角部の輪郭が曲線より構成されている。
上記突出部の角部の輪郭が曲線より構成されていると、プリント配線板の温度が上昇し、熱応力が発生した場合であっても、角部における熱応力が緩和されやすい。その結果、こうした角部を起点としたクラックが半田バンプに形成されることを抑制できる。
【0015】
請求項8に記載のプリント配線板では、上記開口部は、上記半田ボールを収容する半田ボール収容部と、上記半田ボール収容部の周囲に形成され、リフローの際にフラックスが流出するフラックス流出部とを有する。
このような構造を有するプリント配線板の開口部に、半田ボールを用いてリフローにより半田バンプを形成する際、上記開口部の中で上記半田ボールが溶融するとともにフラックスは液化の後ガス化し、急激にその体積が膨張すると推測される。しかしながら、上記開口部は、半田ボール収容部とフラックス流出部とから構成されているので、上記フラックス流出部がガス化したフラックスの逃げ道となり、上記フラックス流出部を経由して容易に外部に抜け出ることができる。そのため、リフロー時に溶融した半田ボールと半田バンプ形成用パッドとの接触面積が大きくなり、半田ボールが半田バンプ形成用パッドに確実に接触した状態で固化する。その結果、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプを適切に形成することが可能になる。
【0016】
請求項9に記載のプリント配線板では、上記フラックス流出部は、上記突出部である。
そのため、上記突出部を経由してフラックスを容易に外部へ逃がすことが可能になる。
【0017】
請求項10に記載のプリント配線板の製造方法では、層間絶縁層と、上記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、上記層間絶縁層上及び上記導体パターン上に設けられ、上記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、上記開口部の内部に形成された半田バンプとからなり、上記開口部の形状が平面視ティアドロップ形状又は平面視n角形状(n≧3)であるプリント配線板の製造方法であって、上記層間絶縁層を形成する工程と、上記層間絶縁層上に上記導体パターンを形成する工程と、上記層間絶縁層上及び上記導体パターン上に、上記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、上記開口部の内部にフラックスを塗布して半田ボールを供給後、リフローを行い半田バンプを形成する工程とを含むことを特徴とする。
【0018】
請求項10に記載のプリント配線板の製造方法では、請求項1と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の第一実施形態のプリント配線板を模式的に示す断面図である。
【図2】(a)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板において、平面視ティアドロップ形状の開口部を模式的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示す平面視ティアドロップ形状の開口部を有するソルダーレジスト層を模式的に示す平面図であり、(c)は、(a)に示す平面視ティアドロップ形状の開口部のA−A線断面図である。
【図3】(a)〜(d)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図4】(a)〜(d)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図5】(a)〜(d)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図6】(a)〜(d)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図7】(a)及び(b)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図8】(a)は、本発明の第二実施形態に係るプリント配線板において、平面視四角形状の開口部を模式的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示す平面視四角形状の開口部を有するソルダーレジスト層を模式的に示す平面図である。
【図9】本発明の第三実施形態に係るプリント配線板において、平面視六角形状の開口部を模式的に示す平面図である。
【図10】本発明の第一実施形態に係るプリント配線板において、平面視ティアドロップ形状以外の形状の開口部を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【0021】
(第一実施形態)
以下、本発明のプリント配線板及びその製造方法の一実施形態である第一実施形態について説明する。
【0022】
まず、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板について説明する。
本実施形態に係るプリント配線板は、層間絶縁層と、上記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、上記層間絶縁層上及び上記導体パターン上に設けられ、上記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、上記開口部の内部に形成された半田バンプとを有するプリント配線板であって、上記開口部の形状は、平面視ティアドロップ形状であることを特徴とする。
【0023】
図1は、第一実施形態のプリント配線板を模式的に示す断面図である。
図1に示す第一実施形態のプリント配線板10では、絶縁性基板11の両面に導体パターン12と下層層間絶縁層20とが形成されている。絶縁性基板11の両面に形成された導体パターン12同士は、スルーホール導体16aにより電気的に接続されている。
下層層間絶縁層20上には導体パターン24が形成されている。この導体パターン24と絶縁性基板11に形成された導体パターン12とは、下層層間絶縁層20内部のビア導体22を介して接続されている。下層層間絶縁層20上と導体パターン24上とには、層間絶縁層30が形成されている。この層間絶縁層30上には、導体パターン34が形成されている。導体パターン34と導体パターン24とは、層間絶縁層30内部のビア導体32を介して接続されている。層間絶縁層30上と導体パターン34上とには、開口部を有するソルダーレジスト層40が配設されている。
また、導体パターン34のうち、ソルダーレジスト層40の開口部から露出する箇所には、半田バンプ形成用パッド34aが形成され、半田バンプ形成用パッド34a上に半田バンプ46が形成されている。なお、半田バンプ形成用パッド34aでは、銅等の材料からなる導体パターン34の上に、例えば、Niめっき層、Pdめっき層及び金めっき層が形成され、その上に半田バンプ46が形成されている。
ここで、半田バンプ46は、半田ボールを用いて形成されていることが望ましい。
【0024】
本実施形態においては、このソルダーレジスト層40の開口部の形状は、平面視ティアドロップ形状である。
そこで、平面視ティアドロップ形状がどのような形状であるか等について、具体的に説明する。
【0025】
図2(a)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板において、平面視ティアドロップ形状の開口部を模式的に示す平面図であり、図2(b)は、(a)に示す平面視ティアドロップ形状の開口部を有するソルダーレジスト層を模式的に示す平面図であり、図2(c)は、(a)に示す平面視ティアドロップ形状の開口部のA−A線断面図である。なお、図2(a)及び(b)においては、ソルダーレジスト層の上面と開口部との境目の形状を示している。
【0026】
図2(a)に示すように、平面視ティアドロップ形状とは、円形部202及び円形部202から外方に突き出ている突出部201からなる形状をいう。なお、円形部202には、楕円形状も含まれる。
突出部201は、突出部201に円形部202の半円形の部分202aを加えた形状が略三角形となっている。
ここで、突出部201は、角部204の輪郭が曲線より構成されていることが望ましい。
また、突出部201は、所定の方向に突き出ていることが望ましく、図2(b)に示すように、最も隣接する開口部とは異なる方向に突き出ていることがより望ましい。
【0027】
平面視ティアドロップ形状の開口部の最も長い開口径の長さ(図2(a)中、両矢印X1で示す)は、上記半田ボールの直径の110〜150%であることが望ましい。
また、上記ソルダーレジスト層の厚みは、平面視ティアドロップ形状の開口部の最も長い開口径の長さ(図2(a)中、両矢印X1で示す)の15〜40%であることが望ましい。
【0028】
図2(c)に示すように、平面視ティアドロップ形状の開口部は、半田ボールを収容する半田ボール収容部と、半田ボール収容部の周囲に形成され、リフローの際にフラックスが流出するフラックス流出部とを有することが望ましい。
ここで、平面視ティアドロップ形状の開口部では、半田ボール203を収容する半田ボール収容部が円形部202に相当し、フラックス流出部が突出部201に相当すると考えることができる。
【0029】
平面視ティアドロップ形状の開口部に半田ボールを搭載した際に、ソルダーレジスト層上面と同一平面上における上記半田ボールの表面と上記開口部の内壁との間の最も狭い隙間(図2(c)中、両矢印Y1で示す)は、4μm以上であることが望ましく、4μm以上、かつ、10μm以下であることがより望ましい。
このような形状、寸法であると、リフローの際、上記隙間がフラックスの逃げ道となるので、フラックスが上記隙間を通って容易に抜け出ることができる。その結果、半田ボールと半田パッドとが確実に接触するようになる。
【0030】
本実施形態において、ソルダーレジスト組成物を構成する材料としては、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂と無機フィラ−とを含有したものが挙げられる。
また、上記以外のソルダーレジスト組成物を構成する材料としては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、イミダゾール硬化剤、2官能性(メタ)アクリル酸エステルモノマー、分子量500〜5000程度の(メタ)アクリル酸エステルの重合体、ビスフェノール型エポキシ樹脂等からなる熱硬化性樹脂、多価アクリル系モノマー等の感光性モノマー、グリコールエーテル系溶剤などを含むペースト状の流動体が挙げられる。
また、ソルダーレジスト組成物の層を形成する際には、上記ソルダーレジスト組成物からなるフィルムを圧着してソルダーレジスト組成物の層を形成してもよい。
また、ソルダーレジスト層の厚さは10〜20μmであり、開口部の直径(最大直径)は45〜60μmである。
【0031】
次に、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を工程順に説明する。
図3(a)〜(d)、図4(a)〜(d)、図5(a)〜(d)、図6(a)〜(d)、図7(a)及び(b)は、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図である。
【0032】
(1)まず、図3(a)に示すように、絶縁性基板11を準備する。絶縁性基板としては特に限定されず、例えば、ガラスエポキシ基板、ビスマレイミド−トリアジン(BT)樹脂基板、銅張積層板、RCC基板等の樹脂基板、窒化アルミニウム基板等のセラミック基板、シリコン基板等が挙げられる。図3(a)では、銅箔110を有する銅張積層板を示している。
【0033】
(2)次に、図3(b)に示すように、ドリルを用い、絶縁性基板11の中央部分に貫通孔16を穿設する。
貫通孔16は、レーザを用いても形成することができる。この場合、絶縁性基板11の両面からそれぞれレーザーを照射することで貫通孔16を形成する。
【0034】
(3)次に、絶縁性基板11を無電解めっき液に含浸して、絶縁性基板11の表面及び貫通孔16の内壁に無電解めっき膜122を形成する。続いて、絶縁性基板11を電解めっき液に含浸して、絶縁性基板の表面及び貫通孔16の内壁に電解めっき膜124を形成する。
【0035】
この工程では、貫通孔16の内部に、絶縁性基板11を挟んだ導体パターン12’間を接続するためのスルーホール導体16aを同時に形成する(図3(c)参照)。
また、導体パターンを形成した後に、絶縁性基板11を黒化浴(酸化浴)に浸漬して粗化を行う黒化処理を行い、導体パターン12’、スルーホール導体16aに粗化面を形成する(図3(d)参照)。ここでは、黒化還元処理で粗化面を形成したが、エッチング、又は、無電解めっきにより粗化面を設けることもできる。
【0036】
(4)次に、エポキシ系樹脂及び無機フィラーを含む充填材を、絶縁性基板11の両面に印刷機を用いて塗布する印刷を行う。印刷は、減圧雰囲気又は真空雰囲気で行われる真空印刷法により、行われることが好ましい。
上記印刷により、貫通孔16に充填材を充填し、この後、加熱乾燥を行う。即ち、この工程により、貫通孔16の内部に充填材層15が形成される(図4(a)参照)。
充填材には、上記樹脂、無機フィラーのほかに、レベリング剤等を含むことが好ましい。
【0037】
(5)さらに、無電解めっき及び電解めっきを行い、絶縁性基板11上にめっき膜126を形成する(図4(b)参照)。
【0038】
(6)その後、両面のめっき膜126上にエッチングレジスト128を形成し(図4(c)参照)、エッチングを行うことにより基板の両面に導体パターン12を形成する(図4(d)参照)。
【0039】
(7)次に、導体パターン12を形成した絶縁性基板11を水洗いし、乾燥する。続いて、エッチング液を絶縁性基板11の両面にスプレイで吹きつけて、導体パターン12の表面と貫通孔16の蓋めっき120の表面をエッチングすることにより、導体パターン12の表面と貫通孔16の蓋めっき120の表面を粗化する。
このエッチングは、例えば、第二銅錯体と有機酸塩、過酸化水素と硫酸からなるエッチング液に浸漬、あるいはスプレーすることにより行うことができる。
【0040】
(8)次に、上記工程を経た絶縁性基板11の両面に、熱硬化性樹脂シートを温度50〜150℃まで昇温しながら真空圧着ラミネートし、下層層間絶縁層20を設ける(図5(a)参照)。
【0041】
(9) 次に、レーザ処理、露光、現像処理等による開口処理を行い、下層層間絶縁層20にビア導体用開口220を設ける(図5(b)参照)。ビア導体用開口220を設けた後には、デスミア処理を行うことが好ましい。
【0042】
(10)次に、過マンガン酸溶液を用いて下層層間絶縁層20の表面を粗化する(図5(c)参照)。この後、無電解めっきを行い、下層層間絶縁層20の表面に、例えば、無電解めっき膜222を形成する(図5(d)参照)。
【0043】
(11)上記処理を終えた基板の両面に、めっきレジスト70のパターンを形成し(図6(a)参照)、電解めっきを施して、電解めっき膜224を形成する(図6(b)参照)。
この電解めっき膜224の形成により、後述する工程で導体パターン24となる部分の厚付けおよびビア導体22となる部分のめっき充填等が行われたことになる。
【0044】
(12)ついで、めっきレジスト70を剥離除去した後、そのめっきレジスト70の下に存在していた無電解めっき膜222をエッチングにて溶解除去し、電気銅めっき膜224等からなる導体パターン24(ビア導体22を含む)を形成する(図6(c)参照)。
【0045】
(13)続いて、上記(6) 〜(12)の工程を繰り返すことにより、さらに層間絶縁層30、導体パターン24(ビア導体32を含む)を形成する(図6(d)参照)。
【0046】
このような工程を経て形成した導体パターン24のうち、最も外側の導体パターン34の一部又は全部は、半田バンプ形成用パッド34aとなる。従って、最も外側の導体パターン34を形成することにより、同時に半田バンプ形成用パッド34aを形成することとなる。
【0047】
(14)次に、層間絶縁層30、導体パターン24(ビア導体32を含む)が形成された基板の両面に、ソルダーレジスト層40を形成するとともに、このソルダーレジスト層40に半田バンプを形成するための開口部420を形成する(図7(a)参照)。
具体的には、最も外側の導体パターン34を含む層間絶縁層30上に、ロールコータ法等によりソルダーレジスト組成物を塗布し、レーザ処理、露光、現像処理等による開口処理を行い、硬化処理等を行うことにより、所定の位置に開口部を備えたソルダーレジスト層40を形成する。
【0048】
(15)続いて、開口部420にNiめっき層422及び金めっき層424を形成することにより、半田バンプ形成用パッド34aを形成する(図7(b)参照)。
【0049】
(16)最後に、ソルダーレジスト層40の開口部分420に半田ボールを搭載し、所定温度でリフローすることにより半田バンプ46を形成し、プリント配線板10を完成する(図1参照)。このとき、半田バンプ形成用パッド34aは、平面視ティアドロップ形状であるので、ソルダーレジスト層40の開口部から半田ボールが移動することなく、半田バンプ形成用パッド34a上に半田バンプ46が適切に形成される。
【0050】
以下、本発明の第一実施形態に係るプリント配線板及びプリント配線板の製造方法の作用効果について列挙する。
【0051】
(1)本発明の第一実施形態に係るプリント配線板では、ソルダーレジスト層上に形成された開口部の形状が、平面視ティアドロップ形状である。
このような形状を有するプリント配線板の開口部に、例えば半田ボールを用いてリフローにより半田バンプを形成する際、開口部の中で半田ボールが溶融するとともにフラックスは液化の後ガス化し、急激にその体積が膨張する。しかしながら、上記開口部は、平面視ティアドロップ形状から構成されている。
この場合、液化又はガス化したフラックスの逃げ道が確保され、フラックスが半田ボールを持ち上げたり、半田ボールを吹き飛ばしたりすることなく、逃げ道を経由して容易に外部(例えば、半田ボールの表面)に抜け出ることができるものと推測される。そのため、リフロー時に溶融した半田ボールと半田バンプ形成用パッドとの接触面積が大きくなり、溶融半田ボールが半田バンプ形成用パッドに確実に接触した状態で固化される。その結果、開口部から半田ボールが移動することなく、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプが適切に形成される。
また、例えばスクリーン印刷により半田バンプを形成する場合には、半田のセルフアライメント性能が発揮され、パッド上に半田バンプを適切に形成することが可能となる。
【0052】
(2)本発明の第一実施形態に係るプリント配線板では、上記開口部の形状は、所定の方向に突き出る突出部を有し、上記突出部は、最も隣接する上記開口部とは異なる方向に突き出ている。その結果、半田バンプ形成用パッド間のスペースが確保され、突出部の方向に半田ボールが流れ、ショートが発生するのを防止することができるものと推測される。
【0053】
(3)本発明の第一実施形態に係るプリント配線板では、上記半田バンプは、半田ボールを用いて形成されている。その結果、高さの均一な半田バンプを容易に形成することが可能になる。
【0054】
(4)本発明の第一実施形態に係るプリント配線板では、上記開口部に上記半田ボールを搭載した際に、ソルダーレジスト層上面と同一平面上における上記半田ボールの表面と上記開口部の内壁との間の最も狭い隙間は、4μm以上である。その結果、リフローの際、上記隙間がフラックスの逃げ道となるので、フラックスが上記隙間を通って容易に抜け出ることができる。よって、半田ボールが半田バンプ形成用パッドに確実に接触した状態で固化し、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプを適切に形成することが可能になる。
【0055】
(5)平面視した上記開口部の最も長い開口径の長さは、上記半田ボールの直径の110〜150%である。その結果、上記開口部の内壁と上記半田ボールの側面との間の距離が充分に確保されるので、リフローの際、フラックスが容易に外部へ抜け出ることができる。よって、半田ボールが半田バンプ形成用パッドに確実に接触した状態で固化し、半田バンプ形成用パッド上に半田バンプを適切に形成することが可能になる。
【0056】
(6)本発明の第一実施形態に係るプリント配線板では、上記ソルダーレジスト層の厚みは、平面視した上記開口部の最も長い上記開口径の長さの15〜40%である。その結果、用いようとする半田ボールの大きさに対する上記ソルダーレジスト層の厚さを充分に確保できるので、リフロー時に半田ボールが開口部から外に移動しにくく、ミッシングバンプを防ぐことができる。
【0057】
(7)本発明の第一実施形態に係るプリント配線板では、平面視した上記突出部は、角部の輪郭が曲線より構成されている。その結果、プリント配線板の温度が上昇し、熱応力が発生した場合であっても、角部における熱応力が緩和されやすい。その結果、こうした角部を起点としたクラックが半田バンプに形成されることを抑制できる。
【0058】
(8)本発明の第一実施形態に係るプリント配線板の製造方法では、請求項1と同様の効果が得られる。
【0059】
(第二実施形態)
以下、本発明のプリント配線板及びその製造方法の一実施形態である第二実施形態について説明する。
【0060】
まず、本発明の第二実施形態に係るプリント配線板について説明する。
本実施形態に係るプリント配線板は、層間絶縁層と、上記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、上記層間絶縁層上及び上記導体パターン上に設けられ、上記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、上記開口部の内部に形成された半田バンプとを有するプリント配線板であって、上記開口部の形状は、平面視四角形状であることを特徴とする。
【0061】
図8(a)は、本発明の第二実施形態に係るプリント配線板において、平面視四角形状の開口部を模式的に示す平面図であり、図8(b)は、(a)に示す平面視四角形状の開口部を有するソルダーレジスト層を模式的に示す平面図である。なお、図8(a)及び(b)においては、ソルダーレジスト層の上面と開口部との境目の形状を示している。
【0062】
本発明の第二実施形態に係るプリント配線板は、形成するソルダーレジスト層の開口部の形状を平面視四角形状とすることを除いて、第一実施形態に係るプリント配線板と同様である。
そこで、平面視四角形状のみについて具体的に説明し、その他の部分の説明は省略する。
【0063】
正四角形は、その内部に正四角形の各辺に内接する内接円を包含しており、ソルダーレジスト層40の開口部も、図8(a)に示すように、円形部302及び円形部302から外方に突き出ている4個の突出部301a〜301dからなると考えることができる。
ここで、突出部301a〜301dは、角部304a〜304dの輪郭が曲線より構成されていることが望ましい。
また、上記突出部301a〜301dは、所定の方向に突き出ていることが望ましく、図8(b)に示すように、最も隣接する開口部とは異なる方向に突き出ていることがより望ましい。
【0064】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果(1)〜(8)と同様の作用効果を発揮することができる。
【0065】
(第三実施形態)
以下、本発明のプリント配線板及びその製造方法の一実施形態である第三実施形態について説明する。
【0066】
まず、本発明の第三実施形態に係るプリント配線板について説明する。
本実施形態に係るプリント配線板は、層間絶縁層と、上記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、上記層間絶縁層上及び上記導体パターン上に設けられ、上記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、上記開口部の内部に形成された半田バンプとを有するプリント配線板であって、上記開口部の形状は、平面視六角形状であることを特徴とする。
【0067】
図9は、本発明の第三実施形態に係るプリント配線板において、平面視六角形状の開口部を模式的に示す平面図である。なお、図9においては、ソルダーレジスト層の上面と開口部との境目の形状を示している。
【0068】
本発明の第三実施形態に係るプリント配線板は、形成するソルダーレジスト層の開口部の形状を平面視六角形状とすることを除いて、第一実施形態に係るプリント配線板と同様である。
そこで、平面視六角形状のみについて具体的に説明し、その他の部分の説明は省略する。
【0069】
正六角形は、その内部に正六角形の各辺に内接する内接円を包含しており、ソルダーレジスト層40の開口部も、図9に示すように、円形部402及び円形部402から外方に突き出ている6個の突出部401a〜401fからなると考えることができる。
ここで、突出部401a〜401fは、角部404a〜404fの輪郭が曲線より構成されていることが望ましい。
【0070】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果(1)〜(8)と同様の作用効果を発揮することができる。
【0071】
(その他の実施形態)
上述した本発明の第一実施形態では、ソルダーレジスト層40に形成する開口部の一例として、円形部202及び円形部から外方に突き出ている突出部201からなる平面視ティアドロップ形状の開口部を形成しているが、これらに限定されない。例えば、図10に示すように、相対的に径の大きい円形部502及び相対的に径の小さい円形からなる突出部501からなる形状であってもよい。なお、円形部502及び円形からなる突出部501には、楕円形状も含まれる。
【0072】
上述した本発明の第二実施形態及び第三実施形態では、ソルダーレジスト層40に形成する平面視n角形状(n≧3)の開口部の一例として、平面視四角形状又は平面視六角形状の開口部を形成しているが、これらに限定されず、例えば、平面視三角形状、平面視五角形状等であってもよい。
【0073】
上述した実施形態では、導体パターン12’、スルーホール導体16a及び下層層間絶縁層20に粗化面を形成しているが、導体パターン12’、スルーホール導体16a又は下層層間絶縁層20のいずれか一つ以上に粗化面が形成されていてもよいし、いずれにも粗化面が形成されていなくてもよい。
【0074】
上述した実施形態では、開口部420にNiめっき層422及び厚さ金めっき層424を形成しているが、上記被覆層の総数は、2層に限定されず、1層であってもよいし、3層以上であってもよい。
また、開口部420に、Ni、Pd及びAuを順次めっきすることにより複数のめっき層を形成してもよい。
【0075】
また、上記下層層間絶縁層、上層層間絶縁層及びソルダーレジスト層の開口部をレーザ処理により形成する場合、上記レーザ処理に使用するレーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、紫外線レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。
【符号の説明】
【0076】
10 プリント配線板
12 導体パターン
12’ 導体パターン
20 下層層間絶縁層
24 導体パターン
30 層間絶縁層
34 導体パターン
34a 半田バンプ形成用パッド
40 ソルダーレジスト層
46 半田バンプ
420 開口部
201、301a〜301d、401a〜401f、501 突出部
202、302、402、502 円形部
203、303、403 半田ボール
204、304a〜304d、404a〜404f 角部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
層間絶縁層と、
前記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、
前記層間絶縁層上及び前記導体パターン上に設けられ、前記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、
前記開口部の内部に形成された半田バンプとを有するプリント配線板であって、
前記開口部の形状は、平面視ティアドロップ形状又は平面視n角形状(n≧3)であることを特徴とするプリント配線板。
【請求項2】
前記開口部の形状は、所定の方向に突き出る突出部を有し、前記突出部は、最も隣接する前記開口部とは異なる方向に突き出ている請求項1に記載のプリント配線板。
【請求項3】
前記半田バンプは、半田ボールを用いて形成されている請求項1に記載のプリント配線板。
【請求項4】
前記開口部に前記半田ボールを搭載した際に、ソルダーレジスト層上面と同一平面上における前記半田ボールの表面と前記開口部の内壁との間の最も狭い隙間は、4μm以上である請求項3に記載のプリント配線板。
【請求項5】
平面視した前記開口部の最も長い開口径の長さは、前記半田ボールの直径の110〜150%である請求項3に記載のプリント配線板。
【請求項6】
前記ソルダーレジスト層の厚みは、平面視した前記開口部の最も長い前記開口径の長さの15〜40%である請求項1に記載のプリント配線板。
【請求項7】
平面視した前記突出部は、角部の輪郭が曲線より構成されている請求項1に記載のプリント配線板。
【請求項8】
前記開口部は、前記半田ボールを収容する半田ボール収容部と、前記半田ボール収容部の周囲に形成され、リフローの際にフラックスが流出するフラックス流出部とを有する請求項3に記載のプリント配線板。
【請求項9】
前記フラックス流出部は、前記突出部である請求項8に記載のプリント配線板。
【請求項10】
層間絶縁層と、
前記層間絶縁層上に形成された導体パターンと、
前記層間絶縁層上及び前記導体パターン上に設けられ、前記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層と、
前記開口部の内部に形成された半田バンプとからなり、
前記開口部の形状が平面視ティアドロップ形状又は平面視n角形状(n≧3)であるプリント配線板の製造方法であって、
前記層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層上に前記導体パターンを形成する工程と、
前記層間絶縁層上及び前記導体パターン上に、前記導体パターン上の少なくとも一部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、
前記開口部の内部にフラックスを塗布して半田ボールを供給後、リフローを行い半田バンプを形成する工程とを含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−4919(P2013−4919A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−137695(P2011−137695)
【出願日】平成23年6月21日(2011.6.21)
【出願人】(000000158)イビデン株式会社 (856)
【Fターム(参考)】