配線基板の製造方法
【課題】導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、導体層と半田バンプ等との密着性を改善した新規な配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】配線基板の最表面のソルダーレジスト層に形成された開口部から露出した導体層上に、Ｓｎを含む下地層を形成する。次いで、下地層のうち第１の主面側に位置する第１の下地層及び第１の主面と相対向する第２の主面側に位置する第２の下地層上に、それぞれ第１の半田及び第２の半田を供給する。次いで、第１の半田及び第２の半田を同時に加熱して、それぞれ第1の下地層及び第２の下地層と接続する。
【解決手段】配線基板の最表面のソルダーレジスト層に形成された開口部から露出した導体層上に、Ｓｎを含む下地層を形成する。次いで、下地層のうち第１の主面側に位置する第１の下地層及び第１の主面と相対向する第２の主面側に位置する第２の下地層上に、それぞれ第１の半田及び第２の半田を供給する。次いで、第１の半田及び第２の半田を同時に加熱して、それぞれ第1の下地層及び第２の下地層と接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コア層の少なくとも一方の主面上において導体層と樹脂絶縁層とがそれぞれ少なくとも１層積層され、最表面にソルダーレジスト層が形成されてなる配線基板、いわゆる樹脂製配線基板を用い、この上に半導体素子を搭載して半導体パッケージを製造することが盛んに行われている。
【０００３】
半導体素子は、配線基板の主面上における半導体素子搭載部の、金属パッド上に形成された半田バンプを介して前記配線基板と電気的に接続する。一方、配線基板の裏面側にはベース基板と電気的に接続したり、ソケットに挿入して電気的に接続したりするための外部端子が形成されている。なお、外部端子の形態に依存して、上記配線基板は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）あるいはピングリッドアレイ（ＰＧＡ）などに分類される。
【０００４】
ＰＧＡタイプの配線基板は、配線基板アセンブリの主面上に形成された金属パッド上に半田ペーストを印刷し、次いで、加熱装置内でリフローすることによって当該主面上に半田バンプを形成し、さらに、配線基板アセンブリの裏面上のソルダーレジスト層に形成された開口部に対してピンを挿設し、開口部に露出した導体層と電気的に接続させることによって得ることができる。
【０００５】
一方、ＢＧＡタイプの配線基板は、配線基板アセンブリの主面上に形成された金属パッド上に半田ペーストを印刷し、次いで、加熱装置内でリフローすることによって当該主面上に半田バンプを形成し、さらに、配線基板アセンブリの裏面上のソルダーレジスト層に形成された開口部に露出した導体層に対して半田ボールを搭載し、加熱装置内でリフローし、半田ボールを前記導体層と電気的及び機械的に接続させることによって得ることができる。
【０００６】
しかしながら、ＢＧＡタイプの配線基板の場合、半田ボールを直接導体層上に形成した場合においては、リフローによっても半田ボールの導体層に対する密着性を向上させることができず、半田ボールが当初の搭載位置からずれてしまって、例えば配線基板とベース基板との電気的及び機械的な接続を十分に保持することができない場合があった。また、ＢＧＡタイプ及びＰＧＡタイプのいずれにおいても、配線基板の主面上に形成された金属パッド上に直接半田バンプを形成しようとすると、これらの間の密着性を十分に確保することができず、電気的及び機械的な接続を十分に確保することができないという問題があった。
【０００７】
このような問題に対処すべく、配線基板アセンブリのソルダーレジスト層に形成された開口部に露出した金属パッドや導体層に対して、所定の半田ペーストを印刷してリフローし、半田バンプや半田ボールに対する下地層を形成した後、この下地層上に半田バンプや半田ボールを形成し、リフローさせて半田バンプや半田ボールを接続する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
一方、このようにして下地層を形成した場合においても、上記半田バンプや半田ボールは、配線基板アセンブリの主面側及び裏面側に順次に形成され、例えば、配線基板アセンブリの主面側で上記下地層上に半田ペーストを印刷して加熱装置内でリフローし、当該主面側の下地層上で半田バンプを形成した後、配線基板アセンブリの裏面側で上記下地層上に半田ボールを搭載し、同様に加熱装置内でリフローすることにより、当該裏面上の下地層上に半田ボールを形成するようにしている。
【０００９】
しかしながら、上述のように配線基板アセンブリの主面側及び裏面側に別々に半田バンプ及び半田ボールを形成すると、例えば、配線基板アセンブリの裏面側に形成された下地層は、配線基板アセンブリの主面側に半田バンプを形成する場合、及び配線アセンブリの裏面側に半田ボールを形成する場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。すなわち、配線基板アセンブリの裏面側に形成された下地層は、配線基板アセンブリの主面側に形成された下地層と比較して、長時間加熱下に置かれることになる。この結果、この下地層の表面に酸化膜が形成され、リフローして溶解させた場合において、下方に位置する導体層に対する濡れ性が低下してしまい、その後に形成すべき半田ボールとの接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００１０】
また、配線基板アセンブリの主面側に形成された半田バンプは、当該半田バンプを形成する場合、及び配線基板アセンブリの裏面側において半田ボールを形成する場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。このため、下地層と半田バンプとの界面にはこれらの接続強度を低下させるような金属間化合物が形成され、結果として、半田バンプの接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１７３１４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、導体層と半田バンプ等との密着性を改善した新規な配線基板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】
【００１３】
上記目的を達成すべく、本発明は、
導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板の製造方法であって、
前記開口部から露出した前記導体層上に、Ｓｎを含む下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層のうち前記第１の主面側に位置する第１の下地層及び前記第２の主面側に位置する第２の下地層上に、それぞれ第１の半田及び第２の半田を供給する半田供給工程と、
前記第１の半田及び前記第２の半田を同時に加熱して、それぞれ前記第1の下地層及び前記第２の下地層と接続する半田接続工程と、
を備えることを特徴とする、配線基板の製造方法に関する。
【００１４】
本発明によれば、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、第１の主面側のソルダーレジスト層に形成された開口部から露出した導体層、具体的には、導体層の、開口部から露出した部分、及び第２の主面側のソルダーレジスト層に形成された開口部から露出した導体層、具体的には、導体層の、開口部から露出した部分に対して、Ｓｎを含む下地層を形成するようにしている。
【００１５】
下地層は、例えばメッキ法によって簡易に形成することができるので、その形状は平坦であり、また、半田の主成分であるＳｎを含んでいる。したがって、このような下地層を加熱溶融させ、その後に半田バンプや半田ボールなどの第１の半田及び第２の半田を形成した場合において、これらの半田は下地層と強固に接続するようになる。
【００１６】
また、本発明では、上述した半田バンプや半田ボールなどの第１の半田及び第２の半田を、上記下地層上に供給した後、これらの半田を同時に加熱してリフローするようにしている。したがって、従来のように、配線基板アセンブリの主面側又は裏面側に形成された一方の下地層のみが長時間加熱下に置かれるようなことがない。したがって、一方の下地層の表面に酸化膜が形成されて、その濡れ性が低下し、その後に形成すべき第１の半田又は第２の半田に対する接続性が劣化するようなことがない。
【００１７】
さらに、本発明では、上述した半田バンプや半田ボールなどの第１の半田及び第２の半田の一方のみが長時間加熱下に置かれるようなこともない。したがって、下地層と第１の半田及び第２の半田との界面にこれらの接続強度を低下させるような金属間化合物が形成されるのを抑制することができる。結果として、下地層と第１の半田及び第２の半田との接続性が劣化してしまうようなことがない。
【００１８】
以上より、本発明によれば、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、第１の開口部及び第２の開口部に露出した第１の導体層及び第２の導体層と半田バンプ等の第１の半田及び第２の半田との密着性を改善することができる。
【００１９】
なお、本発明の一例において、第１の半田及び第２の半田の少なくとも一方は、酸化膜除去用のフラックスを含む半田ペーストであり、すなわち後のリフローを経ることによって得られる半田バンプとすることができる。
【００２０】
また、本発明の一例において、第１の半田及び第２の半田の少なくとも一方は、半田ペーストであり、下地層形成工程の後であって半田供給工程の前に、半田ペーストが供給される下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えるようにすることができる。この場合、上記半田ペーストが酸化膜除去用のフラックスを含まない場合においても、下地層形成の後であって半田供給より前に、第１の下地層及び第２の下地層の、上記半田ペーストを供給する方に酸化膜除去用のフラックスを供給することで、後に第1の半田及び第2の半田を加熱する際に、下地層の表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００２１】
第1の半田と第２の半田は、両方が半田ペーストであってもよく、さらには、第１の下地層及び第２の下地層の両方に酸化物除去用のフラックスを供給した後、フラックスが供給された第１の下地層及び第２の下地層上に半田ペーストを供給してもよい。
【００２２】
なお、上述のような酸化膜除去用のフラックスは、半田ペーストを加熱する際に活性化し、半田ペースト内に含まれる酸化物をも除去することができる。
【００２３】
さらに、本発明の一例において、第１の半田及び第２の半田の少なくとも一方は半田ボールであり、下地層形成工程の後であって半田供給工程の前に、半田ボールが供給される下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えることができる。この場合、上記半田ボールが酸化膜除去用のフラックスを含まない場合においても、当該半田ボールを形成すべき下地層の表面に形成された酸化膜を除去すべく、下地層形成の後であって半田供給の前に、第１の下地層及び第２の下地層の、上記半田ボールを供給する方に酸化膜除去用のフラックスを供給して、下地層の表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００２４】
第１の半田と第2の半田の両方は、半田ボールであってもよく、下地層に半田ボールを供給する前にフラックスを供給しているので、半田ボールを供給した際、フラックスの表面張力によって半田ボールが保持される。したがって、半田接続工程における搬送などの際に、一方の主面側に供給された半田ボールが自重により落下することなく、接続不良の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、導体層と半田バンプ等との密着性を改善した新規な配線基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態における配線基板の平面図である。
【図２】同じく、実施形態における配線基板の平面図である。
【図３】図１及び２に示す配線基板をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図である。
【図４】図１及び２に示す配線基板をII−II線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図である。
【図５】実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図６】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図７】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図８】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図９】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１０】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１１】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１２】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１３】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１４】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１５】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
（配線基板）
最初に、本発明の方法によって製造すべき配線基板の構成について説明する。但し、以下に示す配線基板はあくまでも例示であって、コア層の第１の主面上において少なくとも第１の導体層及び第１の樹脂絶縁層が積層されるとともに、最表面に第１のソルダーレジスト層が形成され、この第１のソルダーレジスト層に形成された第１の開口部から前記少なくとも第１の導体層が露出し、前記コア層の、前記第１の主面と相対する第２の主面上において少なくとも第２の導体層及び第２の樹脂絶縁層が積層されるとともに、最表面に第２のソルダーレジスト層が形成され、露出した第１の導体層及び第２の導体層上に、本発明の製造方法の特徴に基づいて、Ｓｎ含有の下地層及び半田が形成されていれば特に限定されるものではない。
【００２９】
図１及び２は、本実施形態における配線基板の平面図であり、図１は、配線基板を上側から見た場合の状態を示し、図２は、図１に示す配線基板を下側から見た場合の状態を示している。また、図３は、図１及び図２に示す配線基板をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図であり、図４は、図１及び図２に示す配線基板をII−II線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図である。
【００３０】
図１〜４に示す配線基板１は、耐熱性樹脂板（たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や、繊維強化樹脂板（たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成された板状コア２の両表面に、所定のパターンに形成されてなる金属配線７ａをなすコア導体層Ｍ１，Ｍ１１（単に導体層ともいう）がＣｕメッキによりそれぞれ形成されている。これらコア導体層Ｍ１，Ｍ１１は板状コア２の表面の大部分を被覆する面導体パターンとして形成され、電源層または接地層として用いられるものである。
【００３１】
他方、板状コア２には、ドリル等により穿設されたスルーホール１２が形成され、その内壁面にはコア導体層Ｍ１，Ｍ１１を互いに導通させるスルーホール導体３０が形成されている。また、スルーホール１２は、エポキシ樹脂等の樹脂製穴埋め材３１により充填されている。
【００３２】
また、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１の上層には、熱硬化性樹脂組成物６にて構成された第１のビア層（ビルドアップ層：絶縁層）Ｖ１，Ｖ１１がそれぞれ形成されている。さらに、その表面には、所定のパターンに形成されてなる金属配線７ｂをなす第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２がＣｕメッキによりそれぞれ形成されている。なお、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１と第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。同様に、第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２の上層には、熱硬化性樹脂組成物６を用いた第２のビア層（ビルドアップ層：絶縁層）Ｖ２，Ｖ１２がそれぞれ形成されている。
【００３３】
第２のビア層Ｖ２及びＶ１２上には、それぞれ金属端子パッド１０，１７を有する第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３が形成されている。これら第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２と第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。ビア３４は、ビアホール３４ｈとその内周面に設けられたビア導体３４ｓと、底面側にてビア導体３４ｓと導通するように設けられたビアパッド３４ｐと、ビアパッド３４ｐと反対側にてビア導体３４ｈの開口周縁から外向きに張り出すビアランド３４ｌとを有している。
【００３４】
以上のように、板状コア２の第１の主面ＭＰ１上には、コア導体層Ｍ１、第１のビア層Ｖ１、第１の導体層Ｍ２、第２のビア層Ｖ２及び第２の導体層Ｍ３が順次に積層され、第１の配線積層部Ｌ１を形成している。また、板状コア２の第２の主面ＭＰ２上においては、コア導体層Ｍ１１、第１のビア層Ｖ１１、第１の導体層Ｍ１２、第２のビア層Ｖ１２及び第２の導体層Ｍ１３が順次に積層され、第２の配線積層部Ｌ２を形成している。そして、第１の主表面ＣＰ１上には複数の金属端子パッド１０が形成されており、第２の主表面ＣＰ２上には、複数の金属端子パッド１７が形成されている。
【００３５】
なお、金属端子パッド１０は、後に形成する半田バンプを介して図示しない半導体素子をフリップチップ接続するためのパッド（ＦＣパッド）であり、半導体素子搭載領域を構成する。図１に示すように、金属端子パッド１０は、配線基板１の略中央部において形成され、矩形状に配列されている。
【００３６】
また、金属端子パッド１７は、配線基板１をマザーボード接続するための裏面ランド（ＬＧＡパッド）として利用されるものであって、配線基板１の略中心部を除く外周領域に形成され、前記略中央部を囲むようにして矩形状に配列されている。
【００３７】
さらに、第１の主表面ＣＰ１上には開口部８ａを有するソルダーレジスト層８が形成されており、開口部８ａに露出した金属端子パッド１０上には、無電解Ｓｎメッキや電解Ｓｎメッキなどのメッキ法によって形成したＳｎ含有下地層１０ａが形成されている。また、下地層１０ａ上には、第１の半田、すなわち半田ペーストを印刷した後、リフローすることによって得た半田バンプ１１が形成されている。
【００３８】
なお、上記半田ペーストは、酸化膜除去用のフラックスを含むものであってもよいし、当該フラックスを含まないものであってもよい。後者の場合、以下に説明するように、下地層１０ａの表面に形成された酸化膜を除去すべく、別途、酸化膜除去用のフラックスを用いて下地層１０ａを処理し、その表面に形成された酸化膜を除去することが好ましい。
【００３９】
また、第２の主表面ＣＰ２上にも開口部１８ａを有するソルダーレジスト層１８が形成されており、開口部１８ａに露出した金属端子パッド１７上にはＳｎを含む下地層１７ａが形成されており、下地層１７ａ上には第２の半田としての半田ボール１９が下地層１７ａと接続するようにして形成されている。なお、半田ボール１９は、一般に酸化膜除去用のフラックスを含まないので、以下に説明するように、下地層１７ａの表面に形成された酸化膜を除去すべく、別途、酸化膜除去用のフラックスを用いて下地層１７ａを処理し、その表面に形成された酸化膜を除去することが好ましい。
【００４０】
なお、半田バンプ１１及び半田ボール１９は、例えばＳｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ａｇ及びＳｎ−Ａｇ−Ｃｕなどから構成することができる。
【００４１】
本実施形態における配線基板１においては、開口部８ａ及び１８ａに露出した金属端子パッド１０及び１７上に、それぞれＳｎ含有の下地層１０ａ及び１７ａを形成するようにしている。下地層１０ａ及び１７ａは、例えば電解メッキ法や無電解メッキ法などのメッキ法によって簡易に形成することができるので、その形状は平坦であり、また、半田の主成分であるＳｎを含んでいる。したがって、本実施形態の配線基板１において、下地層１０ａ及び１７ａを加熱溶融させ、その後に半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成した場合において、半田ボール１９は下地層１７ａと強固に接続するようになる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行う。この場合、配線基板１の第１の主表面ＣＰ１上に形成された下地層１０ａ又は配線基板１の第２の主表面ＣＰ２上に形成された下地層１７ａの一方が、他方が加熱下リフローされている間に、同じく同様の加熱下に配置されることがない。例えば、最初に、半田バンプ１１をリフローによって形成し、後に半田ボール１９をリフローによって形成しようとした場合、半田ボール１９に対する下地層１７ａは、半田バンプ１１をリフローする場合と、半田ボール１９をリフローする場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。
【００４３】
すなわち、半田ボール１９に対する下地層１７ａは、半田バンプ１１に対する下地層１０ａと比較して、長時間加熱下に置かれることになる。この結果、下地層１７ａの表面に酸化膜が形成され、リフローして溶解させた場合において、下方に位置する金属端子バンプ１７に対する濡れ性が低下してしまい、その後に形成すべき半田ボール１９との接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００４４】
しかしながら、上述したように、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行うことによって、これら半田に対する下地層１０ａ及び１７ａのいずれかが長時間加熱下に置かれるようなことを防止できる。したがって、いずれかの下地層１０ａ及び１７ａが長時間加熱下に置かれることによる、上述した不利益を解消することができる。
【００４５】
また、上述したように、本実施形態においては、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行うので、半田バンプ１１及び半田ボール１９の一方が、他方が加熱下リフローされている間に、同じく同様の加熱下に配置されることがない。例えば、最初に、半田バンプ１１をリフローによって形成し、後に半田ボール１９をリフローによって形成しようとした場合、半田バンプ１１は、当該半田バンプ１１を形成する場合と、半田ボール１９を形成する場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。
【００４６】
すなわち、半田バンプ１１は、半田ボール１９と比較して、長時間加熱下に置かれることになる。この場合、下地層１０ａと半田バンプ１１との界面にはこれらの接続強度を低下させるような金属間化合物が形成され、結果として、半田バンプ１１の接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００４７】
しかしながら、上述したように、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行うことによって、半田バンプ１１及び半田ボール１９のいずれかが長時間加熱下に置かれるようなことを防止できる。したがって、半田バンプ１１及び半田ボール１９のいずれかが長時間加熱下に置かれることによる、上述した不利益を解消することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、図４に示すように、配線基板１の第２の主表面ＣＰ２上に形成する半田を半田ボール１９としているが、必要に応じて、第１の主表面ＣＰ１上に形成したような半田バンプとすることもできる。さらに、配線基板１の第１の主表面ＣＰ１上に形成する半田を半田バンプとしているが、必要に応じて、第２の主表面ＣＰ２に形成したような半田ボールとすることもできる。
【００４９】
また、図１〜４から明らかなように、本実施形態における配線基板１は矩形の略板形状を呈しており、その大きさは、例えば約３５ｍｍ×約３５ｍｍ×約１ｍｍとすることができる。
【００５０】
（配線基板の製造方法）
次に、図１〜４に示す配線基板の製造方法について説明する。図５〜１５は、本実施形態における製造方法の工程図である。なお、以下に示す工程図は、図４に相当する、配線基板のII−II線に沿って切った場合の断面で見た場合の順次の工程を中心に示すものである。
【００５１】
最初に、図５に示すように、板形状の耐熱性樹脂板（たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）または繊維強化樹脂板（たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂）を、コア２として用意し、ドリリング等の方法でスルーホール１２を穿孔する。次いで、図６に示すように、パターンメッキによりコア導体層Ｍ１，Ｍ１１およびスルーホール導体３０を形成し、スルーホール１２に樹脂製穴埋め材３１を充填する。
【００５２】
次に、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１に粗化処理を施したのち、図７に示すように、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１を被覆するように樹脂フィルム６をラミネートおよび硬化させて、絶縁層Ｖ１，Ｖ１１を得る。樹脂フィルムは、必要に応じてフィラーを含んでいてもよい。
【００５３】
次いで、図８に示すように、絶縁層Ｖ１，Ｖ１１（ビア層）に対してその主表面からレーザを照射し、所定のパターンにてビアホール３４ｈを形成し、ビアホール３４ｈを含む絶縁層Ｖ１及びＶ１１に対して粗化処理を実施する。なお、絶縁層Ｖ１及びＶ１１が、フィラーを含む場合は、上述のようにして絶縁層Ｖ１及びＶ１１に対して粗化処理を施すと、フィラーが遊離して、絶縁層Ｖ１及びＶ１１上に残存するようになるので、適宜水洗浄を実施して、遊離したフィラーを除去する。
【００５４】
次いで、デスミア処理及びアウトラインエッチングを実施してビアホール３４ｈ内を洗浄する。なお、本実施形態では、水洗浄を実施しているので、デスミア工程における水洗浄の際に、上記フィラーの凝集を抑制することができる。
【００５５】
また、本例では、上述した高水圧による水洗浄と上記デスミア処理の間に、エアーブローを行うことができる。これによって、上述した水洗浄によって遊離したフィラーが完全に除去されていない場合でも、エアーブローにおいてフィラーの除去を補完することができる。
【００５６】
次いで、図９に示すように、パターンメッキにより第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２およびビア導体３４ｓを形成する。第1の導体層Ｍ２等は、セミアディティブ法等により、以下のようにして形成する。最初に、絶縁層Ｖ２，Ｖ１２上に、例えば無電解銅めっき膜を形成した後、この無電解銅メッキ膜上にレジストを形成し、このレジストの非形成部分に電解銅めっきを行うことによって形成する。なお、前記レジストはＫＯＨ等で剥離除去し、パターニングされた第１の導体層Ｍ２等を形成することができる。
【００５７】
次いで、第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２に粗化処理を施したのち、図１０に示すように、第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２を被覆するように樹脂フィルム６をラミネートおよび硬化させて、絶縁層Ｖ２，Ｖ１２を得る。この樹脂フィルムも、上述したように、必要に応じてフィラーを含んでいてもよい。
【００５８】
次いで、図１１に示すように、絶縁層Ｖ２，Ｖ１２（ビア層）に対してその主表面からレーザを照射し、所定のパターンにてビアホール３４ｈを形成し、ビアホール３４ｈを含む絶縁層Ｖ２及びＶ１２に対して粗化処理を実施する。絶縁層Ｖ２及びＶ１２がフィラーを含む場合は、上述のようにして絶縁層Ｖ２及びＶ１２に対して粗化処理を施すと、フィラーが遊離して、絶縁層Ｖ２及びＶ１２上に残存するようになるので、上記同様に適宜水洗浄、エアーブローを行う。次いで、ビアホール３４ｈに対して、デスミア処理及び外形エッチング（アウトラインエッチング）を実施してビアホール３４ｈ内を洗浄する。
【００５９】
次いで、図１２に示すように、パターンメッキにより第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３およびビア導体３４ｓを形成する。
【００６０】
その後、図１３に示すように、第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３上に、ビアホール３４ｈ内を埋設するようにしてレジスト層８及び１８をそれぞれ形成し、レジスト塗布、及び露光現像処理を施すことによって、図１４及び図１５に示すように、開口部８ａ及び１８ａを形成する。なお、図１５は、図３に相当する、配線基板のI−I線に沿って切った場合の断面で見た場合の工程図である。
【００６１】
次いで、図１４に示すアセンブリにおいては、開口部１８ａに露出した金属端子パッド１７上に、Ｓｎ含有下地層１７ａを例えば無電解メッキ、電解メッキなどのメッキ法によって形成し、半田ボール１９を搭載した後、リフローを行い、半田ボールと金属端子パッド１７とを接続する。なお、半田ボール１９は酸化膜除去用のフラックスを含まないので、半田ボール１９を形成する前処理として、酸化膜除去用のフラックスを下地層１７ａに塗布してから半田ボール１９を形成する。なお、酸化物除去用のフラックスは、リフロー時に活性状態となり、下地層１７ａの表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００６２】
一方、図１５に示すアセンブリにおいては、開口部８ａに露出した金属端子パッド１０上に、Ｓｎ含有下地層１０ａを例えば無電解メッキ、電解メッキなどのメッキ法によって形成し、次いで、半田バンプ１１を、下地層１０ａを介して、金属端子パッド１０と電気的に接触するようにして形成する。
【００６３】
なお、半田バンプ１１を形成する際の半田ペーストが酸化膜除去用のフラックスを含まない場合は、半田バンプ１１を形成する前処理として、酸化膜除去用のフラックスを用いて下地層１０ａを処理し、下地層１０ａの表面に形成された酸化膜を除去した後、半田バンプ１１を形成する。但し、上記半田ペーストが上記酸化膜除去用のフラックスを含む場合は、上述した前処理を行わなくても、上記半田ペーストを印刷及びリフローすることによって、下地層１０ａの表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００６４】
以上のような工程を経ることにより、図１〜４に示すような配線基板１を得る。
【００６５】
なお、レジスト層８及び１８に対しては必要に応じてプラズマ処理を実施することができる。このプラズマ処理は、プラズマ照射によって、レジスト層８及び１８の特に表面を活性化するために実施するものであって、これによって、例えばパッケージ化する際に、封止樹脂層に対する濡れ性が向上することになり、封止樹脂層の塗布性が向上するようになる。特に、配線基板と例えば半導体素子等との狭い空隙にアンダーフィル樹脂を充填する際には、上述した濡れ性の向上によってアンダーフィル樹脂が配線基板、すなわちレジスト層８上で容易に広がるようになるので、従来困難であったアンダーフィル樹脂の注入も容易に行うことができる。
【００６６】
以上、本発明を具体例を挙げながら詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００６７】
例えば、上記具体例においては、コア基板２を有する配線基板１に対して説明したが、本発明の製造方法は、当然にコア基板２を有しない配線基板においても適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 配線基板、
Ｍ１ コア導体層
Ｖ１ 第１のビア層
Ｍ２ 第１の導体層
Ｖ２ 第２のビア層
Ｍ１１ コア導体層
Ｖ１１ 第１のビア層
Ｍ１２ 第１の導体層
Ｖ１２ 第２のビア層
３４ｌ ビアランド
３４ｐ ビアパッド
３４ｓ ビア導体
７ａ，７ｂ 金属配線
８、１８ ソルダーレジスト層
８ａ、１８ａ 開口部
１０ａ，１７ａ Ｓｎ含有下地層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コア層の少なくとも一方の主面上において導体層と樹脂絶縁層とがそれぞれ少なくとも１層積層され、最表面にソルダーレジスト層が形成されてなる配線基板、いわゆる樹脂製配線基板を用い、この上に半導体素子を搭載して半導体パッケージを製造することが盛んに行われている。
【０００３】
半導体素子は、配線基板の主面上における半導体素子搭載部の、金属パッド上に形成された半田バンプを介して前記配線基板と電気的に接続する。一方、配線基板の裏面側にはベース基板と電気的に接続したり、ソケットに挿入して電気的に接続したりするための外部端子が形成されている。なお、外部端子の形態に依存して、上記配線基板は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）あるいはピングリッドアレイ（ＰＧＡ）などに分類される。
【０００４】
ＰＧＡタイプの配線基板は、配線基板アセンブリの主面上に形成された金属パッド上に半田ペーストを印刷し、次いで、加熱装置内でリフローすることによって当該主面上に半田バンプを形成し、さらに、配線基板アセンブリの裏面上のソルダーレジスト層に形成された開口部に対してピンを挿設し、開口部に露出した導体層と電気的に接続させることによって得ることができる。
【０００５】
一方、ＢＧＡタイプの配線基板は、配線基板アセンブリの主面上に形成された金属パッド上に半田ペーストを印刷し、次いで、加熱装置内でリフローすることによって当該主面上に半田バンプを形成し、さらに、配線基板アセンブリの裏面上のソルダーレジスト層に形成された開口部に露出した導体層に対して半田ボールを搭載し、加熱装置内でリフローし、半田ボールを前記導体層と電気的及び機械的に接続させることによって得ることができる。
【０００６】
しかしながら、ＢＧＡタイプの配線基板の場合、半田ボールを直接導体層上に形成した場合においては、リフローによっても半田ボールの導体層に対する密着性を向上させることができず、半田ボールが当初の搭載位置からずれてしまって、例えば配線基板とベース基板との電気的及び機械的な接続を十分に保持することができない場合があった。また、ＢＧＡタイプ及びＰＧＡタイプのいずれにおいても、配線基板の主面上に形成された金属パッド上に直接半田バンプを形成しようとすると、これらの間の密着性を十分に確保することができず、電気的及び機械的な接続を十分に確保することができないという問題があった。
【０００７】
このような問題に対処すべく、配線基板アセンブリのソルダーレジスト層に形成された開口部に露出した金属パッドや導体層に対して、所定の半田ペーストを印刷してリフローし、半田バンプや半田ボールに対する下地層を形成した後、この下地層上に半田バンプや半田ボールを形成し、リフローさせて半田バンプや半田ボールを接続する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
一方、このようにして下地層を形成した場合においても、上記半田バンプや半田ボールは、配線基板アセンブリの主面側及び裏面側に順次に形成され、例えば、配線基板アセンブリの主面側で上記下地層上に半田ペーストを印刷して加熱装置内でリフローし、当該主面側の下地層上で半田バンプを形成した後、配線基板アセンブリの裏面側で上記下地層上に半田ボールを搭載し、同様に加熱装置内でリフローすることにより、当該裏面上の下地層上に半田ボールを形成するようにしている。
【０００９】
しかしながら、上述のように配線基板アセンブリの主面側及び裏面側に別々に半田バンプ及び半田ボールを形成すると、例えば、配線基板アセンブリの裏面側に形成された下地層は、配線基板アセンブリの主面側に半田バンプを形成する場合、及び配線アセンブリの裏面側に半田ボールを形成する場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。すなわち、配線基板アセンブリの裏面側に形成された下地層は、配線基板アセンブリの主面側に形成された下地層と比較して、長時間加熱下に置かれることになる。この結果、この下地層の表面に酸化膜が形成され、リフローして溶解させた場合において、下方に位置する導体層に対する濡れ性が低下してしまい、その後に形成すべき半田ボールとの接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００１０】
また、配線基板アセンブリの主面側に形成された半田バンプは、当該半田バンプを形成する場合、及び配線基板アセンブリの裏面側において半田ボールを形成する場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。このため、下地層と半田バンプとの界面にはこれらの接続強度を低下させるような金属間化合物が形成され、結果として、半田バンプの接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１７３１４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、導体層と半田バンプ等との密着性を改善した新規な配線基板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】
【００１３】
上記目的を達成すべく、本発明は、
導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板の製造方法であって、
前記開口部から露出した前記導体層上に、Ｓｎを含む下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層のうち前記第１の主面側に位置する第１の下地層及び前記第２の主面側に位置する第２の下地層上に、それぞれ第１の半田及び第２の半田を供給する半田供給工程と、
前記第１の半田及び前記第２の半田を同時に加熱して、それぞれ前記第1の下地層及び前記第２の下地層と接続する半田接続工程と、
を備えることを特徴とする、配線基板の製造方法に関する。
【００１４】
本発明によれば、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、第１の主面側のソルダーレジスト層に形成された開口部から露出した導体層、具体的には、導体層の、開口部から露出した部分、及び第２の主面側のソルダーレジスト層に形成された開口部から露出した導体層、具体的には、導体層の、開口部から露出した部分に対して、Ｓｎを含む下地層を形成するようにしている。
【００１５】
下地層は、例えばメッキ法によって簡易に形成することができるので、その形状は平坦であり、また、半田の主成分であるＳｎを含んでいる。したがって、このような下地層を加熱溶融させ、その後に半田バンプや半田ボールなどの第１の半田及び第２の半田を形成した場合において、これらの半田は下地層と強固に接続するようになる。
【００１６】
また、本発明では、上述した半田バンプや半田ボールなどの第１の半田及び第２の半田を、上記下地層上に供給した後、これらの半田を同時に加熱してリフローするようにしている。したがって、従来のように、配線基板アセンブリの主面側又は裏面側に形成された一方の下地層のみが長時間加熱下に置かれるようなことがない。したがって、一方の下地層の表面に酸化膜が形成されて、その濡れ性が低下し、その後に形成すべき第１の半田又は第２の半田に対する接続性が劣化するようなことがない。
【００１７】
さらに、本発明では、上述した半田バンプや半田ボールなどの第１の半田及び第２の半田の一方のみが長時間加熱下に置かれるようなこともない。したがって、下地層と第１の半田及び第２の半田との界面にこれらの接続強度を低下させるような金属間化合物が形成されるのを抑制することができる。結果として、下地層と第１の半田及び第２の半田との接続性が劣化してしまうようなことがない。
【００１８】
以上より、本発明によれば、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、第１の開口部及び第２の開口部に露出した第１の導体層及び第２の導体層と半田バンプ等の第１の半田及び第２の半田との密着性を改善することができる。
【００１９】
なお、本発明の一例において、第１の半田及び第２の半田の少なくとも一方は、酸化膜除去用のフラックスを含む半田ペーストであり、すなわち後のリフローを経ることによって得られる半田バンプとすることができる。
【００２０】
また、本発明の一例において、第１の半田及び第２の半田の少なくとも一方は、半田ペーストであり、下地層形成工程の後であって半田供給工程の前に、半田ペーストが供給される下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えるようにすることができる。この場合、上記半田ペーストが酸化膜除去用のフラックスを含まない場合においても、下地層形成の後であって半田供給より前に、第１の下地層及び第２の下地層の、上記半田ペーストを供給する方に酸化膜除去用のフラックスを供給することで、後に第1の半田及び第2の半田を加熱する際に、下地層の表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００２１】
第1の半田と第２の半田は、両方が半田ペーストであってもよく、さらには、第１の下地層及び第２の下地層の両方に酸化物除去用のフラックスを供給した後、フラックスが供給された第１の下地層及び第２の下地層上に半田ペーストを供給してもよい。
【００２２】
なお、上述のような酸化膜除去用のフラックスは、半田ペーストを加熱する際に活性化し、半田ペースト内に含まれる酸化物をも除去することができる。
【００２３】
さらに、本発明の一例において、第１の半田及び第２の半田の少なくとも一方は半田ボールであり、下地層形成工程の後であって半田供給工程の前に、半田ボールが供給される下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えることができる。この場合、上記半田ボールが酸化膜除去用のフラックスを含まない場合においても、当該半田ボールを形成すべき下地層の表面に形成された酸化膜を除去すべく、下地層形成の後であって半田供給の前に、第１の下地層及び第２の下地層の、上記半田ボールを供給する方に酸化膜除去用のフラックスを供給して、下地層の表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００２４】
第１の半田と第2の半田の両方は、半田ボールであってもよく、下地層に半田ボールを供給する前にフラックスを供給しているので、半田ボールを供給した際、フラックスの表面張力によって半田ボールが保持される。したがって、半田接続工程における搬送などの際に、一方の主面側に供給された半田ボールが自重により落下することなく、接続不良の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板において、導体層と半田バンプ等との密着性を改善した新規な配線基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態における配線基板の平面図である。
【図２】同じく、実施形態における配線基板の平面図である。
【図３】図１及び２に示す配線基板をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図である。
【図４】図１及び２に示す配線基板をII−II線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図である。
【図５】実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図６】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図７】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図８】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図９】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１０】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１１】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１２】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１３】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１４】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【図１５】同じく、実施形態における配線基板の製造方法における一工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
（配線基板）
最初に、本発明の方法によって製造すべき配線基板の構成について説明する。但し、以下に示す配線基板はあくまでも例示であって、コア層の第１の主面上において少なくとも第１の導体層及び第１の樹脂絶縁層が積層されるとともに、最表面に第１のソルダーレジスト層が形成され、この第１のソルダーレジスト層に形成された第１の開口部から前記少なくとも第１の導体層が露出し、前記コア層の、前記第１の主面と相対する第２の主面上において少なくとも第２の導体層及び第２の樹脂絶縁層が積層されるとともに、最表面に第２のソルダーレジスト層が形成され、露出した第１の導体層及び第２の導体層上に、本発明の製造方法の特徴に基づいて、Ｓｎ含有の下地層及び半田が形成されていれば特に限定されるものではない。
【００２９】
図１及び２は、本実施形態における配線基板の平面図であり、図１は、配線基板を上側から見た場合の状態を示し、図２は、図１に示す配線基板を下側から見た場合の状態を示している。また、図３は、図１及び図２に示す配線基板をＩ−Ｉ線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図であり、図４は、図１及び図２に示す配線基板をII−II線に沿って切った場合の断面の一部を拡大して示す図である。
【００３０】
図１〜４に示す配線基板１は、耐熱性樹脂板（たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や、繊維強化樹脂板（たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成された板状コア２の両表面に、所定のパターンに形成されてなる金属配線７ａをなすコア導体層Ｍ１，Ｍ１１（単に導体層ともいう）がＣｕメッキによりそれぞれ形成されている。これらコア導体層Ｍ１，Ｍ１１は板状コア２の表面の大部分を被覆する面導体パターンとして形成され、電源層または接地層として用いられるものである。
【００３１】
他方、板状コア２には、ドリル等により穿設されたスルーホール１２が形成され、その内壁面にはコア導体層Ｍ１，Ｍ１１を互いに導通させるスルーホール導体３０が形成されている。また、スルーホール１２は、エポキシ樹脂等の樹脂製穴埋め材３１により充填されている。
【００３２】
また、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１の上層には、熱硬化性樹脂組成物６にて構成された第１のビア層（ビルドアップ層：絶縁層）Ｖ１，Ｖ１１がそれぞれ形成されている。さらに、その表面には、所定のパターンに形成されてなる金属配線７ｂをなす第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２がＣｕメッキによりそれぞれ形成されている。なお、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１と第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。同様に、第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２の上層には、熱硬化性樹脂組成物６を用いた第２のビア層（ビルドアップ層：絶縁層）Ｖ２，Ｖ１２がそれぞれ形成されている。
【００３３】
第２のビア層Ｖ２及びＶ１２上には、それぞれ金属端子パッド１０，１７を有する第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３が形成されている。これら第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２と第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３とは、それぞれビア３４により層間接続がなされている。ビア３４は、ビアホール３４ｈとその内周面に設けられたビア導体３４ｓと、底面側にてビア導体３４ｓと導通するように設けられたビアパッド３４ｐと、ビアパッド３４ｐと反対側にてビア導体３４ｈの開口周縁から外向きに張り出すビアランド３４ｌとを有している。
【００３４】
以上のように、板状コア２の第１の主面ＭＰ１上には、コア導体層Ｍ１、第１のビア層Ｖ１、第１の導体層Ｍ２、第２のビア層Ｖ２及び第２の導体層Ｍ３が順次に積層され、第１の配線積層部Ｌ１を形成している。また、板状コア２の第２の主面ＭＰ２上においては、コア導体層Ｍ１１、第１のビア層Ｖ１１、第１の導体層Ｍ１２、第２のビア層Ｖ１２及び第２の導体層Ｍ１３が順次に積層され、第２の配線積層部Ｌ２を形成している。そして、第１の主表面ＣＰ１上には複数の金属端子パッド１０が形成されており、第２の主表面ＣＰ２上には、複数の金属端子パッド１７が形成されている。
【００３５】
なお、金属端子パッド１０は、後に形成する半田バンプを介して図示しない半導体素子をフリップチップ接続するためのパッド（ＦＣパッド）であり、半導体素子搭載領域を構成する。図１に示すように、金属端子パッド１０は、配線基板１の略中央部において形成され、矩形状に配列されている。
【００３６】
また、金属端子パッド１７は、配線基板１をマザーボード接続するための裏面ランド（ＬＧＡパッド）として利用されるものであって、配線基板１の略中心部を除く外周領域に形成され、前記略中央部を囲むようにして矩形状に配列されている。
【００３７】
さらに、第１の主表面ＣＰ１上には開口部８ａを有するソルダーレジスト層８が形成されており、開口部８ａに露出した金属端子パッド１０上には、無電解Ｓｎメッキや電解Ｓｎメッキなどのメッキ法によって形成したＳｎ含有下地層１０ａが形成されている。また、下地層１０ａ上には、第１の半田、すなわち半田ペーストを印刷した後、リフローすることによって得た半田バンプ１１が形成されている。
【００３８】
なお、上記半田ペーストは、酸化膜除去用のフラックスを含むものであってもよいし、当該フラックスを含まないものであってもよい。後者の場合、以下に説明するように、下地層１０ａの表面に形成された酸化膜を除去すべく、別途、酸化膜除去用のフラックスを用いて下地層１０ａを処理し、その表面に形成された酸化膜を除去することが好ましい。
【００３９】
また、第２の主表面ＣＰ２上にも開口部１８ａを有するソルダーレジスト層１８が形成されており、開口部１８ａに露出した金属端子パッド１７上にはＳｎを含む下地層１７ａが形成されており、下地層１７ａ上には第２の半田としての半田ボール１９が下地層１７ａと接続するようにして形成されている。なお、半田ボール１９は、一般に酸化膜除去用のフラックスを含まないので、以下に説明するように、下地層１７ａの表面に形成された酸化膜を除去すべく、別途、酸化膜除去用のフラックスを用いて下地層１７ａを処理し、その表面に形成された酸化膜を除去することが好ましい。
【００４０】
なお、半田バンプ１１及び半田ボール１９は、例えばＳｎ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ａｇ及びＳｎ−Ａｇ−Ｃｕなどから構成することができる。
【００４１】
本実施形態における配線基板１においては、開口部８ａ及び１８ａに露出した金属端子パッド１０及び１７上に、それぞれＳｎ含有の下地層１０ａ及び１７ａを形成するようにしている。下地層１０ａ及び１７ａは、例えば電解メッキ法や無電解メッキ法などのメッキ法によって簡易に形成することができるので、その形状は平坦であり、また、半田の主成分であるＳｎを含んでいる。したがって、本実施形態の配線基板１において、下地層１０ａ及び１７ａを加熱溶融させ、その後に半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成した場合において、半田ボール１９は下地層１７ａと強固に接続するようになる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行う。この場合、配線基板１の第１の主表面ＣＰ１上に形成された下地層１０ａ又は配線基板１の第２の主表面ＣＰ２上に形成された下地層１７ａの一方が、他方が加熱下リフローされている間に、同じく同様の加熱下に配置されることがない。例えば、最初に、半田バンプ１１をリフローによって形成し、後に半田ボール１９をリフローによって形成しようとした場合、半田ボール１９に対する下地層１７ａは、半田バンプ１１をリフローする場合と、半田ボール１９をリフローする場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。
【００４３】
すなわち、半田ボール１９に対する下地層１７ａは、半田バンプ１１に対する下地層１０ａと比較して、長時間加熱下に置かれることになる。この結果、下地層１７ａの表面に酸化膜が形成され、リフローして溶解させた場合において、下方に位置する金属端子バンプ１７に対する濡れ性が低下してしまい、その後に形成すべき半田ボール１９との接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００４４】
しかしながら、上述したように、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行うことによって、これら半田に対する下地層１０ａ及び１７ａのいずれかが長時間加熱下に置かれるようなことを防止できる。したがって、いずれかの下地層１０ａ及び１７ａが長時間加熱下に置かれることによる、上述した不利益を解消することができる。
【００４５】
また、上述したように、本実施形態においては、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行うので、半田バンプ１１及び半田ボール１９の一方が、他方が加熱下リフローされている間に、同じく同様の加熱下に配置されることがない。例えば、最初に、半田バンプ１１をリフローによって形成し、後に半田ボール１９をリフローによって形成しようとした場合、半田バンプ１１は、当該半田バンプ１１を形成する場合と、半田ボール１９を形成する場合の２度に亘って加熱装置内で加熱されることになる。
【００４６】
すなわち、半田バンプ１１は、半田ボール１９と比較して、長時間加熱下に置かれることになる。この場合、下地層１０ａと半田バンプ１１との界面にはこれらの接続強度を低下させるような金属間化合物が形成され、結果として、半田バンプ１１の接続性が劣化してしまうという問題が生じる。
【００４７】
しかしながら、上述したように、半田バンプ１１及び半田ボール１９を形成する際の加熱によるリフローを同時に行うことによって、半田バンプ１１及び半田ボール１９のいずれかが長時間加熱下に置かれるようなことを防止できる。したがって、半田バンプ１１及び半田ボール１９のいずれかが長時間加熱下に置かれることによる、上述した不利益を解消することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、図４に示すように、配線基板１の第２の主表面ＣＰ２上に形成する半田を半田ボール１９としているが、必要に応じて、第１の主表面ＣＰ１上に形成したような半田バンプとすることもできる。さらに、配線基板１の第１の主表面ＣＰ１上に形成する半田を半田バンプとしているが、必要に応じて、第２の主表面ＣＰ２に形成したような半田ボールとすることもできる。
【００４９】
また、図１〜４から明らかなように、本実施形態における配線基板１は矩形の略板形状を呈しており、その大きさは、例えば約３５ｍｍ×約３５ｍｍ×約１ｍｍとすることができる。
【００５０】
（配線基板の製造方法）
次に、図１〜４に示す配線基板の製造方法について説明する。図５〜１５は、本実施形態における製造方法の工程図である。なお、以下に示す工程図は、図４に相当する、配線基板のII−II線に沿って切った場合の断面で見た場合の順次の工程を中心に示すものである。
【００５１】
最初に、図５に示すように、板形状の耐熱性樹脂板（たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）または繊維強化樹脂板（たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂）を、コア２として用意し、ドリリング等の方法でスルーホール１２を穿孔する。次いで、図６に示すように、パターンメッキによりコア導体層Ｍ１，Ｍ１１およびスルーホール導体３０を形成し、スルーホール１２に樹脂製穴埋め材３１を充填する。
【００５２】
次に、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１に粗化処理を施したのち、図７に示すように、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１を被覆するように樹脂フィルム６をラミネートおよび硬化させて、絶縁層Ｖ１，Ｖ１１を得る。樹脂フィルムは、必要に応じてフィラーを含んでいてもよい。
【００５３】
次いで、図８に示すように、絶縁層Ｖ１，Ｖ１１（ビア層）に対してその主表面からレーザを照射し、所定のパターンにてビアホール３４ｈを形成し、ビアホール３４ｈを含む絶縁層Ｖ１及びＶ１１に対して粗化処理を実施する。なお、絶縁層Ｖ１及びＶ１１が、フィラーを含む場合は、上述のようにして絶縁層Ｖ１及びＶ１１に対して粗化処理を施すと、フィラーが遊離して、絶縁層Ｖ１及びＶ１１上に残存するようになるので、適宜水洗浄を実施して、遊離したフィラーを除去する。
【００５４】
次いで、デスミア処理及びアウトラインエッチングを実施してビアホール３４ｈ内を洗浄する。なお、本実施形態では、水洗浄を実施しているので、デスミア工程における水洗浄の際に、上記フィラーの凝集を抑制することができる。
【００５５】
また、本例では、上述した高水圧による水洗浄と上記デスミア処理の間に、エアーブローを行うことができる。これによって、上述した水洗浄によって遊離したフィラーが完全に除去されていない場合でも、エアーブローにおいてフィラーの除去を補完することができる。
【００５６】
次いで、図９に示すように、パターンメッキにより第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２およびビア導体３４ｓを形成する。第1の導体層Ｍ２等は、セミアディティブ法等により、以下のようにして形成する。最初に、絶縁層Ｖ２，Ｖ１２上に、例えば無電解銅めっき膜を形成した後、この無電解銅メッキ膜上にレジストを形成し、このレジストの非形成部分に電解銅めっきを行うことによって形成する。なお、前記レジストはＫＯＨ等で剥離除去し、パターニングされた第１の導体層Ｍ２等を形成することができる。
【００５７】
次いで、第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２に粗化処理を施したのち、図１０に示すように、第１の導体層Ｍ２，Ｍ１２を被覆するように樹脂フィルム６をラミネートおよび硬化させて、絶縁層Ｖ２，Ｖ１２を得る。この樹脂フィルムも、上述したように、必要に応じてフィラーを含んでいてもよい。
【００５８】
次いで、図１１に示すように、絶縁層Ｖ２，Ｖ１２（ビア層）に対してその主表面からレーザを照射し、所定のパターンにてビアホール３４ｈを形成し、ビアホール３４ｈを含む絶縁層Ｖ２及びＶ１２に対して粗化処理を実施する。絶縁層Ｖ２及びＶ１２がフィラーを含む場合は、上述のようにして絶縁層Ｖ２及びＶ１２に対して粗化処理を施すと、フィラーが遊離して、絶縁層Ｖ２及びＶ１２上に残存するようになるので、上記同様に適宜水洗浄、エアーブローを行う。次いで、ビアホール３４ｈに対して、デスミア処理及び外形エッチング（アウトラインエッチング）を実施してビアホール３４ｈ内を洗浄する。
【００５９】
次いで、図１２に示すように、パターンメッキにより第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３およびビア導体３４ｓを形成する。
【００６０】
その後、図１３に示すように、第２の導体層Ｍ３，Ｍ１３上に、ビアホール３４ｈ内を埋設するようにしてレジスト層８及び１８をそれぞれ形成し、レジスト塗布、及び露光現像処理を施すことによって、図１４及び図１５に示すように、開口部８ａ及び１８ａを形成する。なお、図１５は、図３に相当する、配線基板のI−I線に沿って切った場合の断面で見た場合の工程図である。
【００６１】
次いで、図１４に示すアセンブリにおいては、開口部１８ａに露出した金属端子パッド１７上に、Ｓｎ含有下地層１７ａを例えば無電解メッキ、電解メッキなどのメッキ法によって形成し、半田ボール１９を搭載した後、リフローを行い、半田ボールと金属端子パッド１７とを接続する。なお、半田ボール１９は酸化膜除去用のフラックスを含まないので、半田ボール１９を形成する前処理として、酸化膜除去用のフラックスを下地層１７ａに塗布してから半田ボール１９を形成する。なお、酸化物除去用のフラックスは、リフロー時に活性状態となり、下地層１７ａの表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００６２】
一方、図１５に示すアセンブリにおいては、開口部８ａに露出した金属端子パッド１０上に、Ｓｎ含有下地層１０ａを例えば無電解メッキ、電解メッキなどのメッキ法によって形成し、次いで、半田バンプ１１を、下地層１０ａを介して、金属端子パッド１０と電気的に接触するようにして形成する。
【００６３】
なお、半田バンプ１１を形成する際の半田ペーストが酸化膜除去用のフラックスを含まない場合は、半田バンプ１１を形成する前処理として、酸化膜除去用のフラックスを用いて下地層１０ａを処理し、下地層１０ａの表面に形成された酸化膜を除去した後、半田バンプ１１を形成する。但し、上記半田ペーストが上記酸化膜除去用のフラックスを含む場合は、上述した前処理を行わなくても、上記半田ペーストを印刷及びリフローすることによって、下地層１０ａの表面に形成された酸化膜を除去することができる。
【００６４】
以上のような工程を経ることにより、図１〜４に示すような配線基板１を得る。
【００６５】
なお、レジスト層８及び１８に対しては必要に応じてプラズマ処理を実施することができる。このプラズマ処理は、プラズマ照射によって、レジスト層８及び１８の特に表面を活性化するために実施するものであって、これによって、例えばパッケージ化する際に、封止樹脂層に対する濡れ性が向上することになり、封止樹脂層の塗布性が向上するようになる。特に、配線基板と例えば半導体素子等との狭い空隙にアンダーフィル樹脂を充填する際には、上述した濡れ性の向上によってアンダーフィル樹脂が配線基板、すなわちレジスト層８上で容易に広がるようになるので、従来困難であったアンダーフィル樹脂の注入も容易に行うことができる。
【００６６】
以上、本発明を具体例を挙げながら詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００６７】
例えば、上記具体例においては、コア基板２を有する配線基板１に対して説明したが、本発明の製造方法は、当然にコア基板２を有しない配線基板においても適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 配線基板、
Ｍ１ コア導体層
Ｖ１ 第１のビア層
Ｍ２ 第１の導体層
Ｖ２ 第２のビア層
Ｍ１１ コア導体層
Ｖ１１ 第１のビア層
Ｍ１２ 第１の導体層
Ｖ１２ 第２のビア層
３４ｌ ビアランド
３４ｐ ビアパッド
３４ｓ ビア導体
７ａ，７ｂ 金属配線
８、１８ ソルダーレジスト層
８ａ、１８ａ 開口部
１０ａ，１７ａ Ｓｎ含有下地層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板の製造方法であって、
前記開口部から露出した前記導体層上に、Ｓｎを含む下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層のうち前記第１の主面側に位置する第１の下地層及び前記第２の主面側に位置する第２の下地層上に、それぞれ第１の半田及び第２の半田を供給する半田供給工程と、
前記第１の半田及び前記第２の半田を同時に加熱して、それぞれ前記第1の下地層及び前記第２の下地層と接続する半田接続工程と、
を備えることを特徴とする、配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の半田及び前記第２の半田の少なくとも一方は、酸化膜除去用のフラックスを含む半田ペーストであることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１の半田及び前記第２の半田の少なくとも一方は、半田ペーストであり、前記下地層形成工程の後であって前記半田供給工程の前に、前記半田ペーストが供給される前記下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１の半田及び前記第２の半田の少なくとも一方は半田ボールであり、前記下地層形成工程の後であって前記半田供給工程の前に、前記半田ボールが供給される前記下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１】
導体層及び樹脂絶縁層が交互に積層されるとともに、第１の主面側とこの第１の主面と相対する第２の主面側の最表面にソルダーレジスト層が形成され、前記ソルダーレジスト層に形成された開口部から前記導体層が露出してなる配線基板の製造方法であって、
前記開口部から露出した前記導体層上に、Ｓｎを含む下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層のうち前記第１の主面側に位置する第１の下地層及び前記第２の主面側に位置する第２の下地層上に、それぞれ第１の半田及び第２の半田を供給する半田供給工程と、
前記第１の半田及び前記第２の半田を同時に加熱して、それぞれ前記第1の下地層及び前記第２の下地層と接続する半田接続工程と、
を備えることを特徴とする、配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の半田及び前記第２の半田の少なくとも一方は、酸化膜除去用のフラックスを含む半田ペーストであることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１の半田及び前記第２の半田の少なくとも一方は、半田ペーストであり、前記下地層形成工程の後であって前記半田供給工程の前に、前記半田ペーストが供給される前記下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１の半田及び前記第２の半田の少なくとも一方は半田ボールであり、前記下地層形成工程の後であって前記半田供給工程の前に、前記半田ボールが供給される前記下地層に酸化膜除去用のフラックスを供給するフラックス供給工程を備えることを特徴とする、請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−４４１２３（Ｐ２０１２−４４１２３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６６８７（Ｐ２０１０−１８６６８７）
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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