配線基板
【課題】配線基板の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐ。
【解決手段】配線基板１００は、基材１０２と、基材１０２の一面に形成され、第１の金属により構成された銅パターン１０４と、銅パターン１０４上に銅パターン１０４と接触して形成され、前記第１の金属よりもイオン化傾向が高い第２の金属により構成された第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と、を有し、銅パターン１０４には、少なくとも平面視で第１のニッケルランド１１０と重なる領域の周囲に基材１０２に達するスリット１０６ａが形成されている。
【解決手段】配線基板１００は、基材１０２と、基材１０２の一面に形成され、第１の金属により構成された銅パターン１０４と、銅パターン１０４上に銅パターン１０４と接触して形成され、前記第１の金属よりもイオン化傾向が高い第２の金属により構成された第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と、を有し、銅パターン１０４には、少なくとも平面視で第１のニッケルランド１１０と重なる領域の周囲に基材１０２に達するスリット１０６ａが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等の電子部品を配線基板に搭載したパッケージ構造において、配線基板の電子部品が搭載された面と反対側の他面には、パッケージ構造をマザーボード等の外部の外部基板の端子とさらに接続するための複数の端子が設けられる。このような端子上に半田ボールを設け、半田ボールを介して当該配線基板と外部の外部基板とが電気的に接続される。
【０００３】
特許文献１（特開２００６−０６６４５１号公報）には、以下の構成が記載されている。ベース絶縁層の上に、ニッケル等の金属薄膜を形成し、その金属薄膜の上に、アディティブ法によって、金属薄膜を形成する金属のイオン化傾向よりも、イオン化傾向の小さい金属からなる金属配線（銅）を形成する。そして、ベース絶縁層の上に、金属配線が端子部として部分的に露出するように、金属配線を被覆するカバー絶縁層を形成するとともに、カバー絶縁層から露出する端子部の周囲の側面に密着して隣接するように、保護絶縁層を形成する。これによって、金属薄膜の腐食を防止して、金属配線とベース絶縁層との密着性の向上を図ることができるとされている。
【０００４】
特許文献２（特開２００２−１５８４２４号公報）には、プリント基板の基板上に設けられた銅パターンから離間させてレジストを塗布すると共に、該レジストから離間させて前記銅パターンの露出外面をＮｉめっきで被覆し、且つ、該Ｎｉめっきの露出外面をＡｕめっきで被覆したプリント基板が記載されている。
【０００５】
特許文献３（特開昭６１−２６４７９６号公報）には、アルミニウム端子の上に銅等の導電パスを形成する際に、その間にニッケルを設けた構成が記載されている。これにより、アルミニウムと銅とのイオン化傾向の差をニッケルで緩和するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０６６４５１号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８４２４号公報
【特許文献３】特開昭６１−２６４７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一例として、電子部品が搭載される配線基板において、半田ボールと接続される端子は、図７に示したような構成となっている。図７（ａ）は配線基板１の断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のｄ−ｄ'断面に沿った平面図である。
配線基板１は、基材２と、基材２上に形成された銅パターン４および銅パターン４に形成された開口部７内に形成された孤立銅パターン４ａと、銅パターン４および孤立銅パターン４ａ上に形成されたソルダーレジスト２０とを含む。ここで、銅パターン４は、ベタパターンである。銅パターン４には、たとえばグランド電位または電源電位が供給される。一方、孤立銅パターン４ａは、銅パターン４とは電気的に接続されておらず、たとえば信号線と接続される。配線基板１は、さらに、ソルダーレジスト２０の開口部において銅パターン４上に形成されたニッケルランド１０およびニッケルランド１２、孤立銅パターン４ａ上に形成されたニッケルランド１４、ならびにニッケルランド１０、ニッケルランド１２、およびニッケルランド１４上にそれぞれ形成された半田ボール３０を含む。ここで、銅パターン４とニッケルランド１０およびニッケルランド１２と、ならびに孤立銅パターン４ａとニッケルランド１４とによりそれぞれ端子が構成される。なお、図７（ｂ）においては、説明のためにソルダーレジスト２０を省略している。
【０００８】
端子には、ソルダーレジストの開口部が端子よりも小さく、端子の露出形状がソルダーレジストで定義されるソルダマスク定義（ＳＭＤ：Solder Mask Defined）型と、ソルダーレジストの開口部が端子よりも大きい非ソルダマスク定義（ＮＳＭＤ：Non-Solder Mask Defined）型とがある。図７に示した例では、ニッケルランド１０およびニッケルランド１２は、基材２の一面の広い範囲にわたって形成されたベタパターンである銅パターン１０４上に形成されており、ＳＭＤ型である。ニッケルランド１４もＳＭＤ型として示しているが、ニッケルランド１４はＮＳＭＤ型とすることもできる。
【０００９】
しかし、本発明者は、このような配線基板１において、たとえば高温高湿条件下で、端子を他の部材と電気的に接続する際に接続不良が生じるという課題を見出した。本発明者は、この原因を検討すべく、高温高湿度雰囲気中（１２１℃、２．０２ａｔｍ、飽和）のＰＣＴ試験を行った。その結果、このような接続不良は、めっき膜として形成されたニッケルが消滅して、半田ボール３０と銅パターン４との間に空洞が生じることが原因と考えられた。
【００１０】
図８は、このメカニズムを説明するための図である。高温高湿度雰囲気中で、たとえばソルダーレジスト２０と銅パターン４との剥離が生じてこの間に水が浸入すると、銅とニッケルとが水と接する。銅とニッケルとはイオン化傾向が異なるため、銅とニッケルとの間で電位差が生じ、ガルバニ電池が形成される。ここで、銅よりもイオン化傾向の高いニッケルは、電子を残して、Ｎｉイオン４２となって電解質中に溶出し、腐食（ガルバニック腐食）が生じる（図８（ａ））。
【００１１】
このようにＮｉイオン４２が溶出すると、銅パターン４と半田ボール３０との間のニッケルランド１０やニッケルランド１２が消滅し、空洞４０が生じて接続不良が生じる（図８（ｂ））。なお、元素分析（ＥＤＸ）により、図中「４２」と示した箇所に、ニッケルが流出していることが確認された。
【００１２】
ここで、本発明者は、孤立銅パターン４ａ上に形成されたニッケルランド１４よりも、銅パターン４上に形成されたニッケルランド１０やニッケルランド１２において、めっき膜として形成されたニッケルが消滅して接続不良が生じやすいことを見出した。この原因の一つとして、ニッケルランド１０やニッケルランド１２においては、周囲のソルダーレジスト２０と銅パターン４との密着性が弱く、ソルダーレジスト２０と銅パターン４との界面にデラミネーションが発生しやすいということが考えられる。また、このような腐食（ガルバニック腐食）は、接触する金属の電位差が大きい程、さらに、イオン化傾向が異なるニッケルと銅との面積比が大きく、イオン化傾向の高い金属に対するイオン化傾向の低い金属の表面積が相対的に大きい程、影響が大きくなる。
【００１３】
図７（ｂ）に示したように、ベタパターンである銅パターン４上に形成されたニッケルランド１０やニッケルランド１２においては、イオン化傾向の低い銅の表面積に対するイオン化傾向の高いニッケルの表面積が非常に小さくなっている。そのため、ガルバニック腐食が生じやすくなっており、Ｎｉイオン４２が溶出しやすいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、
基材と、
前記基材の一面に形成され、第１の金属により構成された金属パターンと、
前記金属パターン上に当該金属パターンと接触して形成され、前記第１の金属よりもイオン化傾向が高い第２の金属により構成され、前記金属パターンにより電気的に接続された第１のランドおよび第２のランドと、
を有し、
前記金属パターンには、少なくとも平面視で前記第１のランドと重なる領域の周囲に前記基材に達するスリットが形成された配線基板が提供される。
【００１５】
この構成によれば、複数のランドが形成される領域にわたって形成された金属パターンの第１のランドが形成される領域の周囲にスリットを設けることにより、第１の金属に対する第２の金属の相対的な表面積を増やすことができ、ガルバニック腐食を防ぐことができる。また、このようなスリットを設けることにより、絶縁膜が基材と接するようになり、絶縁膜と基材との密着性を改善することができ、デラミネーションを防ぐこともできる。これにより、第２の金属の溶出を防ぐことができ、配線基板の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
【００１６】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配線基板の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における配線基板の構成の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における配線基板の構成の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態において、銅パターンに形成されるスリットの他の例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態における配線基板の他の領域も示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における配線基板の他の領域も示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態における配線基板の構成の他の例を示す図である。
【図７】従来の配線基板の一例を示す断面図である。
【図８】従来の配線基板の問題点を説明するための断面図である。
【図９】図４に示した本実施の形態における配線基板の構成の他の例を示す図である。
【図１０】図２に示した本実施の形態における配線基板を用いた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１１】図２に示した本実施の形態における配線基板を用いた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１２】図１０に示した本実施の形態における配線基板を用いた半導体装置を、外部基板上に実装した場合の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施の形態における配線基板１００の構成を示す平面図である。また、図２は、本実施の形態における配線基板１００の構成を示す断面図である。図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ'断面図である。図１（ｂ）は、図２（ａ）のａ−ａ'断面に沿った平面図である。
配線基板１００は、基材１０２と、基材１０２の一面（図中上面）に形成され、銅（第１の金属）により構成された銅パターン１０４（金属パターン）と、銅パターン１０４上に形成されたソルダーレジスト１２０（絶縁膜）とを含む。基材１０２は、絶縁材料と配線パターンとを含み、たとえば配線層と樹脂層（絶縁層）とが交互に積層された積層構造とすることができる。
【００２１】
配線基板１００は、さらに、ソルダーレジスト１２０の第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂにおいて、銅パターン１０４上に形成された、銅よりもイオン化傾向が高いニッケル（第２の金属）により構成された第１のニッケルランド１１０（第１のランド）および第２のニッケルランド１１２（第２のランド）、ならびに第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上にそれぞれ形成された半田ボール１３０を含む。ここで、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と銅パターン１０４とにより、それぞれ端子が構成される。また第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上には、酸化防止層１４０、１４２をそれぞれ形成することができる。酸化防止層１４０、１４２は、例えば金によって構成される。
【００２２】
なお、図２（ａ）は、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上に半田ボール１３０を形成する前の配線基板１００の状態を示す。また、図１（ａ）においては、説明のためにソルダーレジスト１２０を省略している。また、図１（ｂ）において、説明のために第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が形成される箇所を破線で示している。図１においても、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上には、酸化防止層１４０、１４２をそれぞれ形成することができる（図示せず）。本実施の形態において、配線基板１００は、たとえば、外部接続用グランドピンを有するＢＧＡ（Ball grid array）基板とすることができる。図示していないが、配線基板１００は、半田ボール１３０を介してマザーボード等の外部の外部基板の端子と電気的に接続される。また、配線基板１００の基材１０２の一面と反対側の面（図中下面）に、半導体素子等の電子部品が搭載される。
【００２３】
ここで、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２は、それぞれ、ソルダーレジスト１２０の第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂにより規定された領域内に選択的に形成されたＳＭＤ型である。第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２は、たとえば、銅パターン１０４上にソルダーレジスト１２０を形成して第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂを形成した後、第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂから露出する銅パターン１０４上にめっき処理により形成しためっき膜とすることができる。
【００２４】
図２（ｂ）は、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上に半田ボール１３０を形成した後の配線基板１００の状態を示す。第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上に形成された酸化防止層１４０、１４２は、半田ボール１３０の形成時において、半田ボール１３０に取り込まれる。このため酸化防止層１４０、１４２は、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上から消失する。このとき、配線基板１００は、銅パターン１０４上に第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が設けられ、その上に金含有の半田ボール１３０が設けられた構造を有することとなる。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２は、銅パターン１０４を介して互いに電気的に接続されている。ここで、銅パターン１０４は、基材１０２の一面の広い範囲にわたって形成されたベタパターン（プレーン）である。銅パターン１０４には、グランド電位または電源電位が供給される。なお、本明細書中で用いられるベタパターンとは、一つにはグランドパターンや電源パターンを指す。ベタパターンは、通常は信号配線よりも配線幅が広く、例えば２０μｍ程度以上の幅で形成される。また、ベタパターンは、配線パターンの粗密を緩和するための島状パターンまたはダミー配線等も含む。この島状パターンまたはダミー配線は、電気的に回路動作に関与しないものとすることができる。また、島状パターンまたはダミー配線は、電気的にフローティングなものとすることができる。島状パターンまたはダミー配線上にランド部を設けても良い。
【００２６】
本実施の形態において、銅パターン１０４には、平面視で第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と重なる領域の周囲に基材１０２に達するスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂがそれぞれ形成されている。ここで、スリット１０６ａは、銅パターン１０４の第１のニッケルランド１１０と重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成されている。銅パターン１０４は、この領域の外周の一部で当該領域とスリット１０６ａの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む形状となっている。スリット１０６ｂもスリット１０６ａと同様の形状を有し、銅パターン１０４の第２のニッケルランド１１２と重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成されている。銅パターン１０４は、この領域の外周の一部で当該領域とスリット１０６ｂの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む形状となっている。図１に示した例では、このような接続部を２箇所含む構成となっている。
【００２７】
また、スリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、基材１０２の絶縁材料上に形成された構成とすることができる。これにより、銅パターン１０４上に形成されたソルダーレジスト１２０が基材１０２の絶縁材料と接するようになり、ソルダーレジスト１２０と基材１０２との密着性を改善することができる。
【００２８】
このように、ベタパターンである銅パターン１０４上に第１のニッケルランド１１０や第２のニッケルランド１１２を形成する場合、そのままでは、上述したように、イオン化傾向の高いニッケルの表面積がイオン化傾向の低い銅の表面積に対して非常に小さくなり、ガルバニック腐食が生じやすくなる。しかし、本実施の形態において、銅パターン１０４の第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が形成される領域の周囲にスリットを設けることにより、銅に対するニッケルの相対的な表面積を増やすことができ、ガルバニック腐食を防ぐことができる。また、ソルダーレジスト１２０と基材１０２との密着性を改善することにより、ニッケルの溶出を防ぐことができる。
【００２９】
図３は、銅パターン１０４に形成されるスリット１０６ａの他の例を示す平面図である。ここで、説明のために、第１のニッケルランド１１０が形成される箇所を破線で示す。また、ここではスリット１０６ａの構成を示すが、スリット１０６ｂも同様とすることができる。
【００３０】
スリット１０６ａは、たとえば、図３（ａ）に示したように、銅パターン１０４の平面視で第１のニッケルランド１１０と重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成された構成とすることができる。銅パターン１０４は、この領域の外周の一部で当該領域とスリット１０６ｂの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む形状となっている。ここでは、銅パターン１０４は、このような接続部を１箇所含む構成となっている。
【００３１】
図３（ｂ）では、このような接続部を３箇所含む構成となっている。図３（ｃ）では、このような接続部を４箇所含む構成となっている。ここで、銅パターン１０４が複数の接続部を含む場合、たとえばこれらの接続部は均等に分散配置した構成とすることができる。これにより、銅パターン１０４の端子となる第１のニッケルランド１１０と重なる領域と、他の領域との電気的接続箇所が分散され、接続抵抗を低くすることができる。
【００３２】
本実施の形態における銅パターン１０４は、マスクを異ならせるだけで、配線基板における通常のベタパターンと同様の製法で製造することができる。
つまり、銅パターン１０４に形成されるスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、所望の形状の開口部を有するマスクを用いて形成することができる。たとえば、基材１０２の全面に銅パターンを形成した後、スリット１０６に対応する箇所が開口したマスクを用いて銅パターンを部分的に除去することにより形成することができる。また、スリット１０６に対応する箇所を保護したマスクを用いて、スリット１０６以外の箇所に銅パターン１０４を形成するようにすることもできる。
【００３３】
図４は、本実施の形態における配線基板１００の他の領域も示す図である。図４（ａ）は、配線基板１００の断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のｂ−ｂ'断面に沿った平面図である。
配線基板１００には、ベタパターンである銅パターン１０４に形成された開口部１０７内に形成され、銅パターン１０４と電気的に接続されていない孤立銅パターン１０４ａが形成された構成とすることができる。孤立銅パターン１０４ａは、図示しない配線基板１００中のビア等を介して、たとえば信号線と接続される。孤立銅パターン１０４ａの上には、第３のニッケルランド１１４が形成されている。また第３のニッケルランド１１４上には、酸化防止層１４４が形成されている。酸化防止層１４４は、例えば金により構成される。図４（ａ）に示す場合においても、第１のニッケルランド１１０、第２のニッケルランド１１２、および第３のニッケルランド１１４上にはそれぞれ半田ボール１３０が形成された構成とすることができる。また、図４（ｂ）においては、説明のためにソルダーレジスト１２０を省略している。このような構成において、第３のニッケルランド１１４は、孤立銅パターン１０４ａ上に形成されているので、銅に対するニッケルの相対的な表面積はもともと高い。そのため、第３のニッケルランド１１４周囲の構成は、従来と同様の構成とすることができる。
【００３４】
図５は、本実施の形態における配線基板１００のまた他の領域も示す平面図である。
ここで、銅パターン１０４上に形成されるニッケルランドには、その周囲に形成される他のニッケルランドとの間隔が広いものとその周囲に形成される他のニッケルランドとの間隔が狭いものとが含まれた構成とすることができる。図５において、説明のためにニッケルランドを破線で示す。また、ニッケルランド間の間隔が狭い箇所を一点破線で囲って示す。
【００３５】
ここで、一点破線で囲まれた領域１０５のニッケルランドは、銅パターン１０４上に形成され、銅パターン１０４と電気的に接続された構成とすることができる。たとえば、領域１０５内に形成された第４のニッケルランド１１６は、周囲が他のニッケルランドに囲まれており、他のニッケルランドとの間隔も狭い。このような領域１０５においては、銅に対するニッケルの相対的な表面積がある程度高いため、もともとガルバニック腐食が生じにくくなっている。そのため、このような第４のニッケルランド１１６が形成される領域では、その周囲の銅パターン１０４にスリットを設けない構成とすることもできる。
【００３６】
すなわち、本実施の形態において、各ニッケルランド毎に、その周囲の銅パターン１０４の形状、周囲の他のニッケルランドの配置状態等に応じて、ニッケルランドが疎に配置された箇所に選択的にスリット１０６ａのようなスリットを設ける構成とすることができる。
【００３７】
一例として、たとえば、各ニッケルランドが形成される領域を含む所定範囲の領域において、銅の表面積の比率が所定以上で、かつ銅に対するニッケルの表面積の比率が所定の値以下の場合に選択的にその周囲にスリットを設ける構成とすることもできる。たとえば、ソルダーレジスト１２０に開口する開口部の半径（ニッケルランドの半径）をｒとした場合、着目するニッケルランドの中心を中心とした半径８．９ｒの円で囲まれる領域を所定範囲とする。ここで、所定範囲の面積をＤｐ、その所定範囲内の銅パターンの表面積をＤｃ、その所定範囲内のニッケルの表面積をＤｎとする。この場合に、たとえばＤｃがＤｐの面積の１／２以上であり、かつＤｎのＤｃに対する比率が２．５％以上である場合に、そのニッケルランドの周囲にスリットを設ける構成とすることができる。
【００３８】
図５に示した例では、他のニッケルランドとの間隔が広い第１のニッケルランド１１０や第２のニッケルランド１１２の周囲にはそれぞれスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂが設けられているが、領域１０５内に形成された第４のニッケルランド１１６等のニッケルランドの周囲にはスリットが設けられていない。
【００３９】
このような構成とすることにより、スリットを設けるのに充分な領域がある、銅パターン１０４に対してニッケルランドの配置割合が低い箇所に選択的にスリットを設けるとともに、ニッケルランド間の間隔が狭いような箇所ではスリットを設けないので、面積を増加することなく、増大も防ぐことができる。配線基板の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
【００４０】
図６は、本実施の形態における配線基板１００の構成の他の例を示す図である。図６（ａ）は、配線基板１００の断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のｃ−ｃ'断面に沿った平面図である。
ここで、銅パターン１０４において、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と重なる領域（１０４ｂおよび１０４ｃ）の周囲にそれぞれ形成されるスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、銅パターン１０４ｂと銅パターン１０４ｃとの外周に沿って当該外周全体を縁取るように形成された構成とすることができる。ここで、銅パターン１０４は、基材１０２中の第２の層１０２ｂおよびさらにその下層の第１の層１０２ａにもビアおよび配線として形成される。第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２とは、基材１０２中に形成された配線やビアを介して電気的に接続される。この場合も、スリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、基材１０２の配線やビアではない絶縁材料上に形成される。
【００４１】
ここで、銅パターン１０４は、基材１０２の一面のスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂの外周の広い領域に形成されたベタパターンとすることができる。また、他の例として、銅パターン１０４は、第１の層１０２ａにおいて、広い領域に形成されたベタパターンとすることもできる。
【００４２】
図９は、図４に示した本実施の形態における配線基板１００の構成の他の例を示す図である。図９（ａ）は、配線基板１００の断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のｆ−ｆ'断面に沿った平面図である。図９（ａ）に示す場合においても、第１のニッケルランド１１０、第２のニッケルランド１１２、および第３のニッケルランド１１４上にはそれぞれ半田ボール１３０が形成された構成とすることができる。また、図９（ｂ）においては、説明のためにソルダーレジスト１２０を省略している。
ここでは、第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２とが同じスリット１０６で囲まれている。スリット１０６は、第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２とを囲むように形成される。ここで、銅パターン１０４は、第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２と重なる領域が周囲の銅パターン１０４と接続されるように、スリット１０６の中心を貫ぬく形状に形成されている。
【００４３】
図１０は、図２に示した本実施の形態における配線基板１００を用いた半導体装置１６０の構成を示す断面図である。図１０において、半導体素子１５０は、配線基板１００の基材１０２の一面とは反対の面（図中上面）に搭載される。また半導体素子１５０は、半田ボール１５４を介して配線基板１００にフリップチップ接続されている。また半導体素子１５０と配線基板１００の間には、アンダーフィル樹脂１５８が充填されている。これにより、半導体装置１６０が形成される。半導体装置１６０は、例えばＢＧＡパッケージである。
【００４４】
図１１は、図２に示した本実施の形態における配線基板１００を用いた半導体装置１６２の構成を示す断面図である。図１１において、半導体素子１５０は、配線基板１００の基材１０２の一面とは反対の面（図中上面）に搭載される。また半導体素子１５０は、ボンディングワイヤ１５２を介して配線基板１００と電気的に接続している。半導体素子１５０およびボンディングワイヤ１５２は、モールド樹脂１５６によって封止されている。これにより半導体装置１６２が形成される。
【００４５】
図１２は、図１０に示した本実施の形態における配線基板１００を用いた半導体装置１６０を、外部基板１７０上に実装した場合の構成を示す断面図である。この場合において、半導体装置１６０は、配線基板１００に形成された半田ボール１３０を介して外部基板１７０に設けられた外部端子（図示せず）と電気的に接続される。
【００４６】
次に、本実施の形態における配線基板１００の効果を説明する。
以上のように、本実施の形態において、銅パターン１０４の第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が形成される領域の周囲にスリットを設けることにより、銅に対するニッケルの相対的な表面積を増やすことができ、ガルバニック腐食を防ぐことができる。また、このようなスリットを設けることにより、ソルダーレジスト１２０が基材１０２の絶縁材料と接するようになり、ソルダーレジスト１２０と基材１０２との密着性を改善することができ、デラミネーションを防ぐこともできる。これにより、ニッケルの溶出を防ぐことができ、配線基板１００の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
図４に示した構成の配線基板１００において、図７に示した例と同様の高温高湿度雰囲気中（１２１℃、２．０２ａｔｍ、飽和）のＰＣＴ試験を行ったところ、第１のニッケルランド１１０や第２のニッケルランド１１２においても、ニッケルの溶出は見られなかった。
【００４７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００４８】
以上の実施の形態では、第１の金属が銅、第２の金属がニッケルである場合を例として説明したが、第１の金属と第２の金属とは、第２の金属の方が第１の金属よりもイオン化傾向が高い場合の他の金属の組合せとすることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 配線基板
１０２ 基材
１０２ａ 第１の層
１０２ｂ 第２の層
１０４ 銅パターン
１０４ａ 孤立銅パターン
１０４ｂ 銅パターン
１０４ｃ 銅パターン
１０５ 領域
１０６ スリット
１０６ａ スリット
１０６ｂ スリット
１０７ 開口部
１１０ 第１のニッケルランド
１１２ 第２のニッケルランド
１１４ 第３のニッケルランド
１１６ 第４のニッケルランド
１２０ ソルダーレジスト
１２０ａ 第１の開口部
１２０ｂ 第２の開口部
１３０ 半田ボール
１４０ 酸化防止層
１４２ 酸化防止層
１４４ 酸化防止層
１５０ 半導体素子
１５２ ボンディングワイヤ
１５４ 半田ボール
１５６ モールド樹脂
１５８ アンダーフィル樹脂
１６０ 半導体装置
１６２ 半導体装置
１７０ 外部基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等の電子部品を配線基板に搭載したパッケージ構造において、配線基板の電子部品が搭載された面と反対側の他面には、パッケージ構造をマザーボード等の外部の外部基板の端子とさらに接続するための複数の端子が設けられる。このような端子上に半田ボールを設け、半田ボールを介して当該配線基板と外部の外部基板とが電気的に接続される。
【０００３】
特許文献１（特開２００６−０６６４５１号公報）には、以下の構成が記載されている。ベース絶縁層の上に、ニッケル等の金属薄膜を形成し、その金属薄膜の上に、アディティブ法によって、金属薄膜を形成する金属のイオン化傾向よりも、イオン化傾向の小さい金属からなる金属配線（銅）を形成する。そして、ベース絶縁層の上に、金属配線が端子部として部分的に露出するように、金属配線を被覆するカバー絶縁層を形成するとともに、カバー絶縁層から露出する端子部の周囲の側面に密着して隣接するように、保護絶縁層を形成する。これによって、金属薄膜の腐食を防止して、金属配線とベース絶縁層との密着性の向上を図ることができるとされている。
【０００４】
特許文献２（特開２００２−１５８４２４号公報）には、プリント基板の基板上に設けられた銅パターンから離間させてレジストを塗布すると共に、該レジストから離間させて前記銅パターンの露出外面をＮｉめっきで被覆し、且つ、該Ｎｉめっきの露出外面をＡｕめっきで被覆したプリント基板が記載されている。
【０００５】
特許文献３（特開昭６１−２６４７９６号公報）には、アルミニウム端子の上に銅等の導電パスを形成する際に、その間にニッケルを設けた構成が記載されている。これにより、アルミニウムと銅とのイオン化傾向の差をニッケルで緩和するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０６６４５１号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８４２４号公報
【特許文献３】特開昭６１−２６４７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一例として、電子部品が搭載される配線基板において、半田ボールと接続される端子は、図７に示したような構成となっている。図７（ａ）は配線基板１の断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のｄ−ｄ'断面に沿った平面図である。
配線基板１は、基材２と、基材２上に形成された銅パターン４および銅パターン４に形成された開口部７内に形成された孤立銅パターン４ａと、銅パターン４および孤立銅パターン４ａ上に形成されたソルダーレジスト２０とを含む。ここで、銅パターン４は、ベタパターンである。銅パターン４には、たとえばグランド電位または電源電位が供給される。一方、孤立銅パターン４ａは、銅パターン４とは電気的に接続されておらず、たとえば信号線と接続される。配線基板１は、さらに、ソルダーレジスト２０の開口部において銅パターン４上に形成されたニッケルランド１０およびニッケルランド１２、孤立銅パターン４ａ上に形成されたニッケルランド１４、ならびにニッケルランド１０、ニッケルランド１２、およびニッケルランド１４上にそれぞれ形成された半田ボール３０を含む。ここで、銅パターン４とニッケルランド１０およびニッケルランド１２と、ならびに孤立銅パターン４ａとニッケルランド１４とによりそれぞれ端子が構成される。なお、図７（ｂ）においては、説明のためにソルダーレジスト２０を省略している。
【０００８】
端子には、ソルダーレジストの開口部が端子よりも小さく、端子の露出形状がソルダーレジストで定義されるソルダマスク定義（ＳＭＤ：Solder Mask Defined）型と、ソルダーレジストの開口部が端子よりも大きい非ソルダマスク定義（ＮＳＭＤ：Non-Solder Mask Defined）型とがある。図７に示した例では、ニッケルランド１０およびニッケルランド１２は、基材２の一面の広い範囲にわたって形成されたベタパターンである銅パターン１０４上に形成されており、ＳＭＤ型である。ニッケルランド１４もＳＭＤ型として示しているが、ニッケルランド１４はＮＳＭＤ型とすることもできる。
【０００９】
しかし、本発明者は、このような配線基板１において、たとえば高温高湿条件下で、端子を他の部材と電気的に接続する際に接続不良が生じるという課題を見出した。本発明者は、この原因を検討すべく、高温高湿度雰囲気中（１２１℃、２．０２ａｔｍ、飽和）のＰＣＴ試験を行った。その結果、このような接続不良は、めっき膜として形成されたニッケルが消滅して、半田ボール３０と銅パターン４との間に空洞が生じることが原因と考えられた。
【００１０】
図８は、このメカニズムを説明するための図である。高温高湿度雰囲気中で、たとえばソルダーレジスト２０と銅パターン４との剥離が生じてこの間に水が浸入すると、銅とニッケルとが水と接する。銅とニッケルとはイオン化傾向が異なるため、銅とニッケルとの間で電位差が生じ、ガルバニ電池が形成される。ここで、銅よりもイオン化傾向の高いニッケルは、電子を残して、Ｎｉイオン４２となって電解質中に溶出し、腐食（ガルバニック腐食）が生じる（図８（ａ））。
【００１１】
このようにＮｉイオン４２が溶出すると、銅パターン４と半田ボール３０との間のニッケルランド１０やニッケルランド１２が消滅し、空洞４０が生じて接続不良が生じる（図８（ｂ））。なお、元素分析（ＥＤＸ）により、図中「４２」と示した箇所に、ニッケルが流出していることが確認された。
【００１２】
ここで、本発明者は、孤立銅パターン４ａ上に形成されたニッケルランド１４よりも、銅パターン４上に形成されたニッケルランド１０やニッケルランド１２において、めっき膜として形成されたニッケルが消滅して接続不良が生じやすいことを見出した。この原因の一つとして、ニッケルランド１０やニッケルランド１２においては、周囲のソルダーレジスト２０と銅パターン４との密着性が弱く、ソルダーレジスト２０と銅パターン４との界面にデラミネーションが発生しやすいということが考えられる。また、このような腐食（ガルバニック腐食）は、接触する金属の電位差が大きい程、さらに、イオン化傾向が異なるニッケルと銅との面積比が大きく、イオン化傾向の高い金属に対するイオン化傾向の低い金属の表面積が相対的に大きい程、影響が大きくなる。
【００１３】
図７（ｂ）に示したように、ベタパターンである銅パターン４上に形成されたニッケルランド１０やニッケルランド１２においては、イオン化傾向の低い銅の表面積に対するイオン化傾向の高いニッケルの表面積が非常に小さくなっている。そのため、ガルバニック腐食が生じやすくなっており、Ｎｉイオン４２が溶出しやすいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、
基材と、
前記基材の一面に形成され、第１の金属により構成された金属パターンと、
前記金属パターン上に当該金属パターンと接触して形成され、前記第１の金属よりもイオン化傾向が高い第２の金属により構成され、前記金属パターンにより電気的に接続された第１のランドおよび第２のランドと、
を有し、
前記金属パターンには、少なくとも平面視で前記第１のランドと重なる領域の周囲に前記基材に達するスリットが形成された配線基板が提供される。
【００１５】
この構成によれば、複数のランドが形成される領域にわたって形成された金属パターンの第１のランドが形成される領域の周囲にスリットを設けることにより、第１の金属に対する第２の金属の相対的な表面積を増やすことができ、ガルバニック腐食を防ぐことができる。また、このようなスリットを設けることにより、絶縁膜が基材と接するようになり、絶縁膜と基材との密着性を改善することができ、デラミネーションを防ぐこともできる。これにより、第２の金属の溶出を防ぐことができ、配線基板の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
【００１６】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配線基板の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における配線基板の構成の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における配線基板の構成の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態において、銅パターンに形成されるスリットの他の例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態における配線基板の他の領域も示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における配線基板の他の領域も示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態における配線基板の構成の他の例を示す図である。
【図７】従来の配線基板の一例を示す断面図である。
【図８】従来の配線基板の問題点を説明するための断面図である。
【図９】図４に示した本実施の形態における配線基板の構成の他の例を示す図である。
【図１０】図２に示した本実施の形態における配線基板を用いた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１１】図２に示した本実施の形態における配線基板を用いた半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１２】図１０に示した本実施の形態における配線基板を用いた半導体装置を、外部基板上に実装した場合の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施の形態における配線基板１００の構成を示す平面図である。また、図２は、本実施の形態における配線基板１００の構成を示す断面図である。図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ'断面図である。図１（ｂ）は、図２（ａ）のａ−ａ'断面に沿った平面図である。
配線基板１００は、基材１０２と、基材１０２の一面（図中上面）に形成され、銅（第１の金属）により構成された銅パターン１０４（金属パターン）と、銅パターン１０４上に形成されたソルダーレジスト１２０（絶縁膜）とを含む。基材１０２は、絶縁材料と配線パターンとを含み、たとえば配線層と樹脂層（絶縁層）とが交互に積層された積層構造とすることができる。
【００２１】
配線基板１００は、さらに、ソルダーレジスト１２０の第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂにおいて、銅パターン１０４上に形成された、銅よりもイオン化傾向が高いニッケル（第２の金属）により構成された第１のニッケルランド１１０（第１のランド）および第２のニッケルランド１１２（第２のランド）、ならびに第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上にそれぞれ形成された半田ボール１３０を含む。ここで、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と銅パターン１０４とにより、それぞれ端子が構成される。また第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上には、酸化防止層１４０、１４２をそれぞれ形成することができる。酸化防止層１４０、１４２は、例えば金によって構成される。
【００２２】
なお、図２（ａ）は、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上に半田ボール１３０を形成する前の配線基板１００の状態を示す。また、図１（ａ）においては、説明のためにソルダーレジスト１２０を省略している。また、図１（ｂ）において、説明のために第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が形成される箇所を破線で示している。図１においても、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上には、酸化防止層１４０、１４２をそれぞれ形成することができる（図示せず）。本実施の形態において、配線基板１００は、たとえば、外部接続用グランドピンを有するＢＧＡ（Ball grid array）基板とすることができる。図示していないが、配線基板１００は、半田ボール１３０を介してマザーボード等の外部の外部基板の端子と電気的に接続される。また、配線基板１００の基材１０２の一面と反対側の面（図中下面）に、半導体素子等の電子部品が搭載される。
【００２３】
ここで、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２は、それぞれ、ソルダーレジスト１２０の第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂにより規定された領域内に選択的に形成されたＳＭＤ型である。第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２は、たとえば、銅パターン１０４上にソルダーレジスト１２０を形成して第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂを形成した後、第１の開口部１２０ａおよび第２の開口部１２０ｂから露出する銅パターン１０４上にめっき処理により形成しためっき膜とすることができる。
【００２４】
図２（ｂ）は、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上に半田ボール１３０を形成した後の配線基板１００の状態を示す。第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上に形成された酸化防止層１４０、１４２は、半田ボール１３０の形成時において、半田ボール１３０に取り込まれる。このため酸化防止層１４０、１４２は、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２上から消失する。このとき、配線基板１００は、銅パターン１０４上に第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が設けられ、その上に金含有の半田ボール１３０が設けられた構造を有することとなる。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２は、銅パターン１０４を介して互いに電気的に接続されている。ここで、銅パターン１０４は、基材１０２の一面の広い範囲にわたって形成されたベタパターン（プレーン）である。銅パターン１０４には、グランド電位または電源電位が供給される。なお、本明細書中で用いられるベタパターンとは、一つにはグランドパターンや電源パターンを指す。ベタパターンは、通常は信号配線よりも配線幅が広く、例えば２０μｍ程度以上の幅で形成される。また、ベタパターンは、配線パターンの粗密を緩和するための島状パターンまたはダミー配線等も含む。この島状パターンまたはダミー配線は、電気的に回路動作に関与しないものとすることができる。また、島状パターンまたはダミー配線は、電気的にフローティングなものとすることができる。島状パターンまたはダミー配線上にランド部を設けても良い。
【００２６】
本実施の形態において、銅パターン１０４には、平面視で第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と重なる領域の周囲に基材１０２に達するスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂがそれぞれ形成されている。ここで、スリット１０６ａは、銅パターン１０４の第１のニッケルランド１１０と重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成されている。銅パターン１０４は、この領域の外周の一部で当該領域とスリット１０６ａの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む形状となっている。スリット１０６ｂもスリット１０６ａと同様の形状を有し、銅パターン１０４の第２のニッケルランド１１２と重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成されている。銅パターン１０４は、この領域の外周の一部で当該領域とスリット１０６ｂの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む形状となっている。図１に示した例では、このような接続部を２箇所含む構成となっている。
【００２７】
また、スリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、基材１０２の絶縁材料上に形成された構成とすることができる。これにより、銅パターン１０４上に形成されたソルダーレジスト１２０が基材１０２の絶縁材料と接するようになり、ソルダーレジスト１２０と基材１０２との密着性を改善することができる。
【００２８】
このように、ベタパターンである銅パターン１０４上に第１のニッケルランド１１０や第２のニッケルランド１１２を形成する場合、そのままでは、上述したように、イオン化傾向の高いニッケルの表面積がイオン化傾向の低い銅の表面積に対して非常に小さくなり、ガルバニック腐食が生じやすくなる。しかし、本実施の形態において、銅パターン１０４の第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が形成される領域の周囲にスリットを設けることにより、銅に対するニッケルの相対的な表面積を増やすことができ、ガルバニック腐食を防ぐことができる。また、ソルダーレジスト１２０と基材１０２との密着性を改善することにより、ニッケルの溶出を防ぐことができる。
【００２９】
図３は、銅パターン１０４に形成されるスリット１０６ａの他の例を示す平面図である。ここで、説明のために、第１のニッケルランド１１０が形成される箇所を破線で示す。また、ここではスリット１０６ａの構成を示すが、スリット１０６ｂも同様とすることができる。
【００３０】
スリット１０６ａは、たとえば、図３（ａ）に示したように、銅パターン１０４の平面視で第１のニッケルランド１１０と重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成された構成とすることができる。銅パターン１０４は、この領域の外周の一部で当該領域とスリット１０６ｂの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む形状となっている。ここでは、銅パターン１０４は、このような接続部を１箇所含む構成となっている。
【００３１】
図３（ｂ）では、このような接続部を３箇所含む構成となっている。図３（ｃ）では、このような接続部を４箇所含む構成となっている。ここで、銅パターン１０４が複数の接続部を含む場合、たとえばこれらの接続部は均等に分散配置した構成とすることができる。これにより、銅パターン１０４の端子となる第１のニッケルランド１１０と重なる領域と、他の領域との電気的接続箇所が分散され、接続抵抗を低くすることができる。
【００３２】
本実施の形態における銅パターン１０４は、マスクを異ならせるだけで、配線基板における通常のベタパターンと同様の製法で製造することができる。
つまり、銅パターン１０４に形成されるスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、所望の形状の開口部を有するマスクを用いて形成することができる。たとえば、基材１０２の全面に銅パターンを形成した後、スリット１０６に対応する箇所が開口したマスクを用いて銅パターンを部分的に除去することにより形成することができる。また、スリット１０６に対応する箇所を保護したマスクを用いて、スリット１０６以外の箇所に銅パターン１０４を形成するようにすることもできる。
【００３３】
図４は、本実施の形態における配線基板１００の他の領域も示す図である。図４（ａ）は、配線基板１００の断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のｂ−ｂ'断面に沿った平面図である。
配線基板１００には、ベタパターンである銅パターン１０４に形成された開口部１０７内に形成され、銅パターン１０４と電気的に接続されていない孤立銅パターン１０４ａが形成された構成とすることができる。孤立銅パターン１０４ａは、図示しない配線基板１００中のビア等を介して、たとえば信号線と接続される。孤立銅パターン１０４ａの上には、第３のニッケルランド１１４が形成されている。また第３のニッケルランド１１４上には、酸化防止層１４４が形成されている。酸化防止層１４４は、例えば金により構成される。図４（ａ）に示す場合においても、第１のニッケルランド１１０、第２のニッケルランド１１２、および第３のニッケルランド１１４上にはそれぞれ半田ボール１３０が形成された構成とすることができる。また、図４（ｂ）においては、説明のためにソルダーレジスト１２０を省略している。このような構成において、第３のニッケルランド１１４は、孤立銅パターン１０４ａ上に形成されているので、銅に対するニッケルの相対的な表面積はもともと高い。そのため、第３のニッケルランド１１４周囲の構成は、従来と同様の構成とすることができる。
【００３４】
図５は、本実施の形態における配線基板１００のまた他の領域も示す平面図である。
ここで、銅パターン１０４上に形成されるニッケルランドには、その周囲に形成される他のニッケルランドとの間隔が広いものとその周囲に形成される他のニッケルランドとの間隔が狭いものとが含まれた構成とすることができる。図５において、説明のためにニッケルランドを破線で示す。また、ニッケルランド間の間隔が狭い箇所を一点破線で囲って示す。
【００３５】
ここで、一点破線で囲まれた領域１０５のニッケルランドは、銅パターン１０４上に形成され、銅パターン１０４と電気的に接続された構成とすることができる。たとえば、領域１０５内に形成された第４のニッケルランド１１６は、周囲が他のニッケルランドに囲まれており、他のニッケルランドとの間隔も狭い。このような領域１０５においては、銅に対するニッケルの相対的な表面積がある程度高いため、もともとガルバニック腐食が生じにくくなっている。そのため、このような第４のニッケルランド１１６が形成される領域では、その周囲の銅パターン１０４にスリットを設けない構成とすることもできる。
【００３６】
すなわち、本実施の形態において、各ニッケルランド毎に、その周囲の銅パターン１０４の形状、周囲の他のニッケルランドの配置状態等に応じて、ニッケルランドが疎に配置された箇所に選択的にスリット１０６ａのようなスリットを設ける構成とすることができる。
【００３７】
一例として、たとえば、各ニッケルランドが形成される領域を含む所定範囲の領域において、銅の表面積の比率が所定以上で、かつ銅に対するニッケルの表面積の比率が所定の値以下の場合に選択的にその周囲にスリットを設ける構成とすることもできる。たとえば、ソルダーレジスト１２０に開口する開口部の半径（ニッケルランドの半径）をｒとした場合、着目するニッケルランドの中心を中心とした半径８．９ｒの円で囲まれる領域を所定範囲とする。ここで、所定範囲の面積をＤｐ、その所定範囲内の銅パターンの表面積をＤｃ、その所定範囲内のニッケルの表面積をＤｎとする。この場合に、たとえばＤｃがＤｐの面積の１／２以上であり、かつＤｎのＤｃに対する比率が２．５％以上である場合に、そのニッケルランドの周囲にスリットを設ける構成とすることができる。
【００３８】
図５に示した例では、他のニッケルランドとの間隔が広い第１のニッケルランド１１０や第２のニッケルランド１１２の周囲にはそれぞれスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂが設けられているが、領域１０５内に形成された第４のニッケルランド１１６等のニッケルランドの周囲にはスリットが設けられていない。
【００３９】
このような構成とすることにより、スリットを設けるのに充分な領域がある、銅パターン１０４に対してニッケルランドの配置割合が低い箇所に選択的にスリットを設けるとともに、ニッケルランド間の間隔が狭いような箇所ではスリットを設けないので、面積を増加することなく、増大も防ぐことができる。配線基板の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
【００４０】
図６は、本実施の形態における配線基板１００の構成の他の例を示す図である。図６（ａ）は、配線基板１００の断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のｃ−ｃ'断面に沿った平面図である。
ここで、銅パターン１０４において、第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２と重なる領域（１０４ｂおよび１０４ｃ）の周囲にそれぞれ形成されるスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、銅パターン１０４ｂと銅パターン１０４ｃとの外周に沿って当該外周全体を縁取るように形成された構成とすることができる。ここで、銅パターン１０４は、基材１０２中の第２の層１０２ｂおよびさらにその下層の第１の層１０２ａにもビアおよび配線として形成される。第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２とは、基材１０２中に形成された配線やビアを介して電気的に接続される。この場合も、スリット１０６ａおよびスリット１０６ｂは、基材１０２の配線やビアではない絶縁材料上に形成される。
【００４１】
ここで、銅パターン１０４は、基材１０２の一面のスリット１０６ａおよびスリット１０６ｂの外周の広い領域に形成されたベタパターンとすることができる。また、他の例として、銅パターン１０４は、第１の層１０２ａにおいて、広い領域に形成されたベタパターンとすることもできる。
【００４２】
図９は、図４に示した本実施の形態における配線基板１００の構成の他の例を示す図である。図９（ａ）は、配線基板１００の断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のｆ−ｆ'断面に沿った平面図である。図９（ａ）に示す場合においても、第１のニッケルランド１１０、第２のニッケルランド１１２、および第３のニッケルランド１１４上にはそれぞれ半田ボール１３０が形成された構成とすることができる。また、図９（ｂ）においては、説明のためにソルダーレジスト１２０を省略している。
ここでは、第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２とが同じスリット１０６で囲まれている。スリット１０６は、第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２とを囲むように形成される。ここで、銅パターン１０４は、第１のニッケルランド１１０と第２のニッケルランド１１２と重なる領域が周囲の銅パターン１０４と接続されるように、スリット１０６の中心を貫ぬく形状に形成されている。
【００４３】
図１０は、図２に示した本実施の形態における配線基板１００を用いた半導体装置１６０の構成を示す断面図である。図１０において、半導体素子１５０は、配線基板１００の基材１０２の一面とは反対の面（図中上面）に搭載される。また半導体素子１５０は、半田ボール１５４を介して配線基板１００にフリップチップ接続されている。また半導体素子１５０と配線基板１００の間には、アンダーフィル樹脂１５８が充填されている。これにより、半導体装置１６０が形成される。半導体装置１６０は、例えばＢＧＡパッケージである。
【００４４】
図１１は、図２に示した本実施の形態における配線基板１００を用いた半導体装置１６２の構成を示す断面図である。図１１において、半導体素子１５０は、配線基板１００の基材１０２の一面とは反対の面（図中上面）に搭載される。また半導体素子１５０は、ボンディングワイヤ１５２を介して配線基板１００と電気的に接続している。半導体素子１５０およびボンディングワイヤ１５２は、モールド樹脂１５６によって封止されている。これにより半導体装置１６２が形成される。
【００４５】
図１２は、図１０に示した本実施の形態における配線基板１００を用いた半導体装置１６０を、外部基板１７０上に実装した場合の構成を示す断面図である。この場合において、半導体装置１６０は、配線基板１００に形成された半田ボール１３０を介して外部基板１７０に設けられた外部端子（図示せず）と電気的に接続される。
【００４６】
次に、本実施の形態における配線基板１００の効果を説明する。
以上のように、本実施の形態において、銅パターン１０４の第１のニッケルランド１１０および第２のニッケルランド１１２が形成される領域の周囲にスリットを設けることにより、銅に対するニッケルの相対的な表面積を増やすことができ、ガルバニック腐食を防ぐことができる。また、このようなスリットを設けることにより、ソルダーレジスト１２０が基材１０２の絶縁材料と接するようになり、ソルダーレジスト１２０と基材１０２との密着性を改善することができ、デラミネーションを防ぐこともできる。これにより、ニッケルの溶出を防ぐことができ、配線基板１００の端子を他の部材と電気的に接続する際の接続不良を防ぐことができる。
図４に示した構成の配線基板１００において、図７に示した例と同様の高温高湿度雰囲気中（１２１℃、２．０２ａｔｍ、飽和）のＰＣＴ試験を行ったところ、第１のニッケルランド１１０や第２のニッケルランド１１２においても、ニッケルの溶出は見られなかった。
【００４７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００４８】
以上の実施の形態では、第１の金属が銅、第２の金属がニッケルである場合を例として説明したが、第１の金属と第２の金属とは、第２の金属の方が第１の金属よりもイオン化傾向が高い場合の他の金属の組合せとすることもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 配線基板
１０２ 基材
１０２ａ 第１の層
１０２ｂ 第２の層
１０４ 銅パターン
１０４ａ 孤立銅パターン
１０４ｂ 銅パターン
１０４ｃ 銅パターン
１０５ 領域
１０６ スリット
１０６ａ スリット
１０６ｂ スリット
１０７ 開口部
１１０ 第１のニッケルランド
１１２ 第２のニッケルランド
１１４ 第３のニッケルランド
１１６ 第４のニッケルランド
１２０ ソルダーレジスト
１２０ａ 第１の開口部
１２０ｂ 第２の開口部
１３０ 半田ボール
１４０ 酸化防止層
１４２ 酸化防止層
１４４ 酸化防止層
１５０ 半導体素子
１５２ ボンディングワイヤ
１５４ 半田ボール
１５６ モールド樹脂
１５８ アンダーフィル樹脂
１６０ 半導体装置
１６２ 半導体装置
１７０ 外部基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の一面に形成され、第１の金属により構成された金属パターンと、
前記金属パターン上に当該金属パターンと接触して形成され、前記第１の金属よりもイオン化傾向が高い第２の金属により構成され、前記金属パターンにより電気的に接続された第１のランドおよび第２のランドと、
を有し、
前記金属パターンには、少なくとも平面視で前記第１のランドと重なる領域の周囲に前記基材に達するスリットが形成された配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記基材の前記一面上の前記金属パターン上に形成され、前記第１のランドおよび前記第２のランド上でそれぞれ開口した第１の開口部および第２の開口部が形成された絶縁膜をさらに含み、
前記第１のランドおよび前記第２のランドは、それぞれ、前記絶縁膜の前記第１の開口部および前記第２の開口部により規定された領域内に選択的に形成された配線基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の配線基板において、
前記スリットは、前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成され、前記金属パターンは、当該外周の一部で前記第１のランドと重なる領域と前記スリットの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む配線基板。
【請求項４】
請求項１または２に記載の配線基板において、
前記基材は、前記第１の金属により構成された配線が形成された配線層を含み、
前記スリットは、前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成され、
前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域は、前記基材の前記配線層の前記配線を介して前記第２のランドに電気的に接続された配線基板。
【請求項５】
請求項４に記載の配線基板において、
前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域は、前記基材の前記配線層の前記配線を介して前記スリットの外周に形成された他の領域と接続された配線基板。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載の配線基板において、
前記第１の金属が銅である配線基板。
【請求項７】
請求項１から６いずれかに記載の配線基板において、
前記第２の金属がニッケルである配線基板。
【請求項８】
請求項１から７いずれかに記載の配線基板において、
前記金属パターンは、ベタパターンである配線基板。
【請求項９】
請求項１から８いずれかに記載の配線基板において、
前記第１のランドおよび前記第２のランドには、前記金属パターンを介して電源電位またはグランド電位が印加される配線基板。
【請求項１０】
請求項１から９いずれかに記載の配線基板において、
前記基材は、絶縁材料と配線パターンとを含み、前記金属パターンの前記スリットは、前記基材の前記絶縁材料上に形成された配線基板。
【請求項１】
基材と、
前記基材の一面に形成され、第１の金属により構成された金属パターンと、
前記金属パターン上に当該金属パターンと接触して形成され、前記第１の金属よりもイオン化傾向が高い第２の金属により構成され、前記金属パターンにより電気的に接続された第１のランドおよび第２のランドと、
を有し、
前記金属パターンには、少なくとも平面視で前記第１のランドと重なる領域の周囲に前記基材に達するスリットが形成された配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記基材の前記一面上の前記金属パターン上に形成され、前記第１のランドおよび前記第２のランド上でそれぞれ開口した第１の開口部および第２の開口部が形成された絶縁膜をさらに含み、
前記第１のランドおよび前記第２のランドは、それぞれ、前記絶縁膜の前記第１の開口部および前記第２の開口部により規定された領域内に選択的に形成された配線基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の配線基板において、
前記スリットは、前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成され、前記金属パターンは、当該外周の一部で前記第１のランドと重なる領域と前記スリットの外周に形成された他の領域とを接続する接続部を含む配線基板。
【請求項４】
請求項１または２に記載の配線基板において、
前記基材は、前記第１の金属により構成された配線が形成された配線層を含み、
前記スリットは、前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域の外周に沿って当該外周を縁取るように形成され、
前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域は、前記基材の前記配線層の前記配線を介して前記第２のランドに電気的に接続された配線基板。
【請求項５】
請求項４に記載の配線基板において、
前記金属パターンの前記第１のランドと重なる領域は、前記基材の前記配線層の前記配線を介して前記スリットの外周に形成された他の領域と接続された配線基板。
【請求項６】
請求項１から５いずれかに記載の配線基板において、
前記第１の金属が銅である配線基板。
【請求項７】
請求項１から６いずれかに記載の配線基板において、
前記第２の金属がニッケルである配線基板。
【請求項８】
請求項１から７いずれかに記載の配線基板において、
前記金属パターンは、ベタパターンである配線基板。
【請求項９】
請求項１から８いずれかに記載の配線基板において、
前記第１のランドおよび前記第２のランドには、前記金属パターンを介して電源電位またはグランド電位が印加される配線基板。
【請求項１０】
請求項１から９いずれかに記載の配線基板において、
前記基材は、絶縁材料と配線パターンとを含み、前記金属パターンの前記スリットは、前記基材の前記絶縁材料上に形成された配線基板。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１００９８７（Ｐ２０１１−１００９８７Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５７０１（Ｐ２０１０−２２５７０１）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]