JP2005252109A - 配線基板及び半田部材付き配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｐを含有したＮｉメッキ層を金属端子パッドに採用しつつも、半田との界面剥離による強度低下を生じにくい配線基板を提供する。
【解決手段】 配線基板１において、金属端子パッド１７は、Ｐを含有した無電解Ｎｉメッキ層５３を有し、該無電解Ｎｉメッキ層５３の第二主表面が無電解還元Ａｕ系メッキ層５４にて直接覆われてなる。
【選択図】 図６

Description

この発明は配線基板とその製造方法に関する。

特開２００２−４０９８号公報 特開平６−３３０３３６号公報 特開２００３−１３２４８号公報 「均一液滴噴霧法により作製したＰｂフリーはんだボールの評価」 日立金属技報 Ｖｏｌ．１８（２００２）４３頁 「高信頼性Ｓｎ−Ａｇ系鉛フリーはんだの開発」 豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．２ （２０００） ３９頁

ＩＣあるいはＬＳＩ等のチップ接続用として使用される多層配線基板のうち、オーガニックパッケージ基板と称されるものは、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線積層部を有し、該配線積層部の誘電体層にて形成された第一主表面上に、フリップチップ接続用あるいはマザーボード接続用（例えばＢＧＡあるいはＰＧＡによる）の複数の金属端子パッドが配置される。これら金属端子パッドは、配線積層部内に位置する内層導体層にビアを介して導通する。内層導体層及びビアは導電率の良好なＣｕ系金属で構成されるのが一般的であり、金属端子パッドも、これらと接続する本体部分がＣｕメッキ層として形成される。しかし、金属端子パッドにはチップやマザーボードと接続するための半田が接触するので、半田との結合力及びぬれ性を向上させるため、Ａｕメッキが施される。

配線基板のパッド用メッキ構造においては、上記のＡｕメッキ層はＮｉメッキ層上に形成される。パッド用メッキとして一般に使用されている無電解Ｎｉメッキ浴には、還元剤として次亜リン酸ナトリウムなどのリン酸化合物が使用されるため、得られるＮｉメッキ層に４〜８質量％もの多量のＰが必然的に含有される。半田リフロー時には最表層部のＡｕメッキ層は半田に溶融吸収され、下地のＮｉメッキ層と半田とが直接接触する。このとき、Ｎｉメッキ層中にＰが多量に含まれていると、Ｐの濃化したＰリッチ層が半田とＮｉメッキ層との間に形成されることが知られている（非特許文献１）。Ｓｎを主体とした半田においては、非特許文献２には、Ｐが混入すると半田の流れ性が減少することが知られているが、これは、溶融半田の表面にＰが集まって表面張力を増加させるためであると考えられ、Ｐリッチ層形成の一因になっている可能性がある。

Ｐを含有したＮｉメッキ層上に半田接続した場合、基板の反りや落下衝撃等を受けた際の、半田接合部での界面剥離による強度低下が従来しばしば問題とされてきた。特に、半田側のＳｎとＮｉとの反応により脆いＮｉ−Ｓｎ合金層が形成されると、半田側での延性破壊が進みにくくなり、接合強度はより低下しやすくなる。また、近年、環境汚染の問題から、従来のＳｎ−Ｐｂ共晶半田に代えて、Ｐｂを含有しない、いわゆるＰｂフリー半田が使用されるようになってきた。Ｐｂフリー半田の多くは従来の共晶半田と同様にＳｎを主成分に構成されているが、共晶半田で使用されているＰｂに代え、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉなどを副成分として含有する。副成分の主体をこれら元素で構成しつつも、多少のＰｂの含有を残した折衷的な半田も使用されている。Ｐｂフリー半田は、Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田と比較して延性に乏しいので、半田接合部における界面剥離をより生じやすい。

非特許文献１などに開示されている実験結果を見れば、上記Ｐリッチ層の形成が界面剥離の直接の要因であると考えられても何ら不思議ではないし、事実、Ｎｉ−Ｂ系無電解Ｎｉメッキや電解Ｎｉメッキなど、Ｐを含有しないＮｉメッキを採用すれば、半田接合部での界面剥離を大幅に抑制することができる。しかし、電解Ｎｉメッキを用いたパッド形成工程では、パッドが形成される誘電体層面（パッド形成面）上に、パッドに接続するメッキ用の導通路（タイバー）を複雑に入り組んだ形で形成する必要がある。この方式では、パッド間にメッキタイバー挿入用のスペースを確保しなければならないので、パッドの配列間隔を一定以上には縮小できなくなり、基板面積の増大を引き起こしやすくなるとともに、設計上の制約も非常に大きくなる問題がある。他方、Ｎｉ−Ｂ系無電解Ｎｉメッキは、還元剤として水素化ホウ素化合物を用いるので、Ｎｉ析出の還元反応時に多量の水素ガスが発生し、この水素ガスがＮｉメッキ層中に取り込まれて気泡や膨れといった不良を生じやすい問題がある。

本発明の課題は、Ｐを含有したＮｉメッキ層を金属端子パッドに採用しつつも、半田との界面剥離による強度低下を生じにくい配線基板と、該配線基板の金属端子パッドに半田部材を接合した半田部材つき配線基板とを提供することにある。

発明を解決するための手段及び作用・効果

上記の課題を解決するために、本発明の配線基板は、第一主表面が誘電体層にて形成されるように、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線積層部と、該配線積層部の誘電体層にて形成された第一主表面上に配置される複数の金属端子パッドとを有し、
金属端子パッドは、Ｐを含有する無電解Ｎｉメッキ層を有し、該無電解Ｎｉメッキ層の第二主表面が無電解還元Ａｕ系メッキ層にて直接覆われてなることを特徴とする。

また、本発明の半田部材つき配線基板は、上記本発明の配線基板の金属端子パッドに、Ｓｎを主成分とする半田合金からなる半田部材を接合したことを特徴とする。

本発明者が詳細に検討を行なったところ、Ｎｉメッキ層上に従来の置換Ａｕメッキを施すと、置換Ａｕメッキ層とＮｉメッキ層との間にごく薄い酸化皮膜が形成されることがわかった。酸化皮膜の厚みは通常非常に薄いので、下地のＮｉメッキ層と溶融半田との間の成分拡散が島状の酸化皮膜を経て進行し、Ｎｉ−Ｓｎ化合物やＰリッチ層も形成される。Ｐ成分は、溶融半田の最表層部に集まりやすいから、最終的には該Ｐリッチ層には上記の酸化皮膜が接することになる。この酸化皮膜とＰリッチ層との密着強度が非常に低いため、従来の構成において、半田との界面剥離を生じやすくなっていたと考えられるのである。

無電解置換Ａｕメッキは、水素化ホウ素カリウムやジメチルアミンボランを還元剤に用いるとともに、少なくとも反応初期においては、被メッキ側の下地金属との置換反応によりメッキ金属を析出させる。該置換反応を進行させるには、下地金属であるＮｉがメッキ浴中に溶出する必要があるが、この溶出は、メッキ金属に覆われていない下地金属の露出部にメッキ浴が接触することにより起こる。このとき、下地金属の表面には水系のメッキ浴との接触により酸化皮膜が形成される。他方、周囲に析出するメッキ金属は該酸化皮膜上にも回り込んで成長するため、形成されるメッキ層と下地金属との界面に酸化皮膜が残留しやすくなるのである。しかし、本発明のように無電解還元Ａｕ系メッキを採用すれば、Ａｕメッキ中において、Ｐを含有したＮｉメッキ層との界面に酸化皮膜が残留しにくく、半田との接触に伴いＰリッチ層が形成されても、半田との界面剥離を大幅に抑制することができる。

近年、配線基盤用に使用される半田においては、環境保護の観点から、Ｐｂの使用量をなるべく削減しようとする傾向がある。一般に多用されているＳｎ−Ｐｂ共晶半田は、Ｓｎ−３８質量％Ｐｂの共晶組成を有し、融点は１８３℃である。この組成からＰｂリッチ側にシフトしても、Ｓｎリッチ側にシフトしても合金の融点（液相線）は上昇する。単体のＳｎ金属は、共晶半田から単純に全てのＰｂを削減したものに相当するが、融点が２３２℃と共晶半田の融点よりも５０℃近くも高く、そのままでは代替半田としての採用は難しい。

そこで、本発明にて採用する半田部材については、Ｓｎをベースとして、Ｐｂ以外の共晶形成成分を模索することになる。その条件としては、融点低下効果がなるべく大きいことに加え、価格が安価であるか、多少高価であっても添加量が少なくて済むこと、半田付け性や流れ性が良好であること、耐食性に優れていること、などがある。しかし、これらをバランスよく具備した副成分の種類は案外限られており、Ｚｎ、Ｂｉ、Ａｇ及びＣｕなど数元素に過ぎない。Ｓｎ−Ｚｎ系は１５質量％Ｚｎ付近に共晶点を有し、該組成で１９５℃程度まで融点が下がる。しかし、Ｚｎは耐食性に難点があり、通常は７〜１０質量％前後の添加量が留められるが、該組成付近の二元系では２１５℃前後までしか融点が下がらない。そこで、１〜５質量％のＢｉを添加して融点調整を行なうが、最終的に２００℃未満の融点を得ることは難しい。さらに、Ｂｉは高価であり、戦略物質でもあるため供給の安定性にも難がある。

一方、ＡｇやＣｕは、単独ではＳｎよりもはるかに高融点であるが、Ｓｎ−Ａｇ系については５質量％Ａｇ付近の、Ｓｎ−Ｃｕ系については２質量％Ｃｕ付近の、いずれもＳｎリッチ側に共晶点が存在する。また、Ａｇ−Ｃｕ系も共晶系であり、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕの三元共晶を利用することでさらに融点を下げることができる。しかし、Ｓｎ−Ａｇ系もＳｎ−Ｃｕ系も、いずれも二元共晶温度は２２０℃前後であり、３元共晶系を採用しても２００℃以下に融点を下げることは不可能である。なお、Ｓｎ−Ａｇ系合金の場合、低融点化の観点からの推奨組成は、Ｓｎに対しＡｇ含有率が３質量％以上６質量％以下である。同様に、Ｓｎ−Ｃｕ系合金の場合、Ｓｎに対しＣｕ含有率が１質量％以上３質量％以下である。さらに、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金の場合は、Ａｇ＋Ｃｕが３質量％以上６質量％以下であり、Ｃｕ／（Ａｇ＋Ｃｕ）が質量比にて０．１以上０．５以下である。

以上の議論からも明らかなように、Ｓｎ−Ｐｂ共晶半田からＰｂ含有率を大幅に下げたＳｎ合金により半田部材を構成しようとした場合、半田の融点は２００℃を超える高温半田部材となることがほぼ不可避となる（上限は、Ｓｎ単体の２３２℃である）。例えば、非特許文献２の表１に列挙されている各種組成のＰｂフリー半田においても、融点（液相線温度）Ｔｓは全て２００℃以上である。環境保護の観点からは、上記高温半田部材を構成するＳｎ合金は、Ｐｂ含有率が５質量％以下であること（より望ましくは１質量％以下であること、さらに望ましくは、不可避的不純物レベルのものを除き、Ｐｂが可及的に含有されていないこと）がよい、ということになる。

この場合、半田接合温度が高くなる分、ＳｎとＮｉとの化合物形成もより進みやすくなり、半田接合強度の観点からは不利となる。しかし、本発明を採用すれば、少なくともＰリッチ層形成による接合強度低下をあまり心配しなくてもよいので、化合物形成による強度低下のマージンを広げることができ、信頼性の高い半田接合構造を得ることができる。該効果は、高温半田部材は金属端子パッドに直接接合されている場合に、特に顕著である。

なお、高温半田部材をなす半田ボールを介して、マザーボード側の端子パッドに接続される金属端子パッド（例えばＢＧＡ用の金属端子パッド）は、パッド面積が大きく熱応力も付加されやすいため、上記本発明を適用した場合の効果が特に顕著である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図３は本発明の一実施形態に係る配線基板１の断面構造を模式的に示すものである。該配線基板は、耐熱性樹脂板（例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（例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、所定のパターンに配線金属層をなすコア導体層Ｍ１，Ｍ１１がそれぞれ形成される。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、電源層又は接地層として用いられるものである。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。

また、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１の上層には、感光性樹脂組成物６にて構成された第一ビア層（ビルドアップ層：誘電体層）Ｖ１，Ｖ１１がそれぞれ形成されている。さらに、その表面にはそれぞれ金属配線７を有する第一導体層Ｍ２，Ｍ１２がＣｕメッキにより形成されている。なお、コア導体層Ｍ１，Ｍ１１と第一導体層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、第一導体層Ｍ２，Ｍ１２の上層には、感光性樹脂組成物６を用いた第二ビア層（ビルドアップ層：誘電体層）Ｖ２，Ｖ１２がそれぞれ形成されている。その表面には、金属端子パッド８，１８を有する第二導体層Ｍ３，Ｍ１３が形成されている。これら第一導体層Ｍ２，Ｍ１２と第二導体層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、図７に示すように、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パッド３４ｌとを有している。

板状コア２の第一主表面ＭＰ１においては、コア導体層Ｍ１、第一ビア層Ｖ１、第一導体層Ｍ２及び第二ビア層Ｖ２が第一の配線積層部Ｌ１を形成している。また、板状コア２の第二主表面ＭＰ２においては、コア導体層Ｍ１１、第一ビア層Ｖ１１、第一導体層Ｍ１２及び第二ビア層Ｖ１２が第二の配線積層部Ｌ２を形成している。いずれも、第一主表面ＣＰが誘電体層６にて形成されるように、誘電体層と導体層とが交互に積層されたものであり、該第一主表面ＣＰ上には、複数の金属端子パッド１０ないし１７がそれぞれ形成されている。第一配線積層部Ｌ１側の金属端子パッド１０は、集積回路チップなどをフリップチップ接続するためのパッドである半田パッドを構成する。また、第二配線積層部Ｌ２側の金属端子パッド１７は、配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により接続するための裏面パッドとして利用されるものである。

図１に示すように、第一側パッド１０は配線基板１の第一主表面の略中央部分に格子状に配列し、各々その上に形成された半田バンプ１１（図３）とともにチップ搭載部４０を形成している。また、図２に示すように、第二導体層Ｍ１３内の第二側パッド１７も、格子状に配列形成されている。そして、各第二導体層Ｍ３，Ｍ１３上には、それぞれ、感光性樹脂組成物よりなるソルダーレジスト層８，１８（ＳＲ１，ＳＲ１１）が形成されている。いずれも第一側パッド１０あるいは第二側パッド１７を露出させるために、各パッドに一対一に対応する形で開口部８ａ，１８ａが形成されている。

ビア層Ｖ１，Ｖ１１，Ｖ２，Ｖ１２、及びソルダーレジスト層８，１８は例えば以下のようにして製造されたものである。すなわち、感光性樹脂組成物ワニスをフィルム化した感光性接着フィルムをラミネート（貼り合わせ）し、ビアホール３４ｈに対応したパターンを有する透明マスク（例えばガラスマスクである）を重ねて露光する。ビアホール３４ｈ以外のフィルム部分は、この露光により硬化する一方、ビアホール３４ｈ部分は未硬化のまま残留するので、これを溶剤に溶かして除去すれば、所期のパターンにてビアホール３４ｈを簡単に形成することができる（いわゆるフォトビアプロセス）。

図４は、本発明に係る配線基板の、第二側パッド１７側の構造の具体例を示すものである（ただし、パッド構造自体は第一側パッド１０においても同じである）。各配線積層部Ｌ１，Ｌ２の第一主表面ＣＰ側から、Ｃｕメッキ層５２及びＮｉメッキ層５３（厚さ：２μｍ以上７μｍ以下）がこの順序で積層されている。Ｎｉメッキ層５３の主表面には、半田部材としての半田ボール１４０が直接接合されている。該半田ボール１４０は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金（例えばＳｎ−３質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕ）、Ｓｎ−Ｃｕ合金（例えばＳｎ−２質量％Ｃｕ）、Ｓｎ−Ａｇ−Ｐｂ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金（例えばＳｎ−１０質量％Ｚｎ）、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金（例えばＳｎ−８質量％Ｚｎ−３質量％Ｂｉ）などのＳｎ合金からなる、融点（液相線温度）が２００℃以上の高温半田ボールである。

上記のような半田ボール１４０つきのバッド接続構造は、図６のようにして形成されたものである。すなわち、工程３に示すように、上記のＮｉメッキ層５３の表面を覆うようにＡｕメッキ層５４（厚さ０．０３μｍ以上０．１μｍ以下）を形成してパッド１７とし、さらに半田ボール１４０を該パッド１７上に載置する。その状態で、工程４に示すように、半田ボール１４０を、ボールを構成しているＳｎ合金の融点以上に加熱して溶融させ、パッド１７に接合する。このとき、最表層部のＡｕメッキ層５４は半田に溶融吸収され、下地のＮｉメッキ層５３と半田ボール１４０とが直接接触する。

Ｎｉメッキ層５３は、Ｎｉ−Ｐ系無電解Ｎｉメッキ層とされている。メッキ金属源として硫酸Ｎｉが配合され、還元剤として次亜リン酸ナトリウムやピロリン酸ナトリウムなどのリン酸化合物を添加した浴が使用される。Ｎｉメッキ層５３のＰ含有率は３質量％以上１５質量％以下であるが、メッキ層が脆弱にならず、また過度に厚いＰリッチ層の形成を抑制る観点から、３質量％以上８質量％未満、より望ましくは３質量％以上７質量％以下とすることが望ましい。このようなＮｉメッキ層５３を得るには、リン酸化合物の添加量を増した酸性メッキ浴の採用が望ましい。具体的な浴組成の例を以下に示す。
硫酸ニッケル ２１ｇ／リットル
乳酸 ２８ｇ／リットル
プロピオン酸 ２８ｇ／リットル
次亜リン酸ナトリウム ２１ｇ／リットル

また、図６のＡｕメッキ層５４は、無電解還元型Ａｕメッキ層である。無電解還元型Ａｕメッキは、下地のＮｉ金属との置換反応が主体とならない一種の自己触媒型無電解Ａｕメッキである。Ａｕメッキ浴に使用する、Ａｕ金属源となる水溶性Ａｕ塩としては、ジシアノＡｕ（Ｉ）酸ナトリウム、ジシアノＡｕ（Ｉ）酸アンモニウム等のジシアノＡｕ（Ｉ）酸塩；テトラシアノＡｕ（ＩＩＩ）酸カリウム、テトラシアノＡｕ（ＩＩＩ）酸ナトリウム、テトラシアノＡｕ（ＩＩＩ）酸アンモニウム等のテトラシアノＡｕ（ＩＩＩ）酸塩；シアン化Ａｕ（Ｉ）、シアン化Ａｕ（ＩＩＩ）；ジクロロＡｕ（Ｉ）酸塩；テトラクロロＡｕ（ＩＩＩ）酸、テトラクロロＡｕ（ＩＩＩ）酸ナトリウム等のテトラクロロＡｕ（ＩＩＩ）酸化合物；亜硫酸Ａｕアンモニウム、亜硫酸Ａｕカリウム、亜硫酸Ａｕナトリウム等の亜硫酸Ａｕ塩；酸化Ａｕ、水酸化Ａｕ及びこれらのアルカリ金属塩等が挙げられるがこれらに限定されない。好ましくは、水溶性Ａｕ化合物はジシアノＡｕ（Ｉ）酸カリウム、テトラシアノＡｕ（ＩＩＩ）酸カリウム、テトラクロロＡｕ（ＩＩＩ）酸ナトリウム、亜硫酸Ａｕアンモニウム、亜硫酸Ａｕカリウム、亜硫酸Ａｕナトリウムである。水溶性Ａｕ化合物は、一種類のみを使用しても二種類以上を混合してもよい。これら水溶性Ａｕ化合物をＡｕイオンとして、例えば、０．１〜１０ｇ／Ｌ好ましくは１〜５ｇ／Ｌ含有することが適当である。この濃度が０．１ｇ／Ｌ未満であるとメッキ反応が遅いか又は起こり難くなり、一方、１０ｇ／Ｌを越えて多く配合してもそれに見合う効果の著しい向上は少なく、また、経済的ではない。

また、錯化剤は、メッキ浴中にＡｕイオンを安定に保持するが、ニッケルをメッキ浴中に実質的に溶解しないものである。このような錯化剤としては、例えばエチレンジアミン四酢酸などの公知のキレート剤や、特許文献２に開示された亜硝酸Ａｕ塩類、さらには、特許文献３に開示された分子内にホスホン酸基又はその塩を複数有する有機ホスホン酸又はその塩が挙げられる。錯化剤は、例えば、０．００５〜０．５モル／Ｌ、好ましくは０．０２〜０．２モル／Ｌの範囲で使用することが適当である。特に、メッキ浴に含有されるＡｕイオンに対して等モル以上の量で含有するのが好適である。また、Ａｕメッキ浴には、特許文献３に開示されたポリエチレンイミンを添加することも、前述の酸化皮膜形成抑制を図る上で有効である。

具体的な浴組成を以下に例示する：
シアン化第１金カリウム：２ｇ／Ｌ（金イオンとして）
エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸：０．１５モル／Ｌ
ポリエチレンイミン（分子量２０００）：５ｇ／Ｌ
ｐＨ：７．０

次に、各配線積層部Ｌ１，Ｌ２の第一主表面ＣＰはソルダーレジスト層８，１８にて覆われてなり、それらソルダーレジスト層８，１８の開口８ａ，１８ａの内周縁が、金属端子パッド１０，１７の主表面外周縁よりも内側に張り出して位置している。そして、金属端子パッド１０，１７は、Ｃｕメッキ層５２の外周縁部５２ｐがソルダーレジスト層８，１８と直接接し、ここに面粗し処理が施されている。また、金属端子パッド１０，１７の電解Ｎｉメッキ層５３は、ソルダーレジスト層８，１８の開口８ａ，１８ａの内側に位置する領域のみＡｕメッキ層（図６：符号５４）にて覆われている。

Ａｕメッキ層として上記のような還元型無電解Ａｕメッキ層を用いることで、パッド１７に対する半田ボール１４０の接合強度を著しく高めることができる。以下、該構成により強度が向上することの、推定される理由について説明する。

図５の工程１及び工程２において、Ｎｉメッキ層５３上にＡｕメッキ層を従来の置換Ａｕメッキ層５４’として形成する際に、メッキ浴中のＡｕとＮｉメッキ層５３側のＮｉとの置換反応は、析出したＡｕに覆われていない下地Ｎｉの露出部にメッキ浴が接触し、Ｎｉが浴中に溶出することで進行する。このとき、下地金属の表面には水系のメッキ浴との接触により酸化皮膜５６が形成される。他方、周囲に析出するＡｕは該酸化皮膜５６上にも回り込んで成長するため、形成されるＡｕメッキ層５４’とＮｉメッキ層との界面にも酸化皮膜５６が残留する。この酸化皮膜５６の厚さはごく薄い。

このようにして形成されたパッド１７上に、図６の工程３及び工程４のようにして半田ボール１４０を接合すると、図７に示すように、Ａｕメッキ層５４’が溶融した半田ボール１４０に溶け込み、Ｎｉメッキ層５３と半田１４０とが接触する。Ｎｉメッキ層５３中のＮｉ成分は、薄い酸化皮膜５６を透過して半田１４０側に拡散し、そのＳｎ成分と反応して幾分脆いＮｉ−Ｓｎ化合物層１４０ｃを形成する。他方、Ｎｉメッキ層５３中に多量に含まれていたＰ成分は、溶融半田の最表層部に集まってＰリッチ層６０を形成する。このＰリッチ層６０は、図８に示すように、Ａｕメッキ層５４’の下側に形成されていた酸化皮膜５６と接することになる。酸化皮膜５６は、Ａｕメッキ層５４’が溶融半田に溶け込んでもＮｉメッキ層５３上に残留し、酸化皮膜５６とＰリッチ層６０とが接触した構造がそのまま残る。そして、これら酸化皮膜５６とＰリッチ層６０との密着強度が非常に低いため、半田１４０との界面剥離を生じやすくものと考えられる。

しかしながら図７に示すように、本発明のごとく、還元型無電解Ａｕメッキ層からなるＡｕメッキ層５４を用いれば酸化皮膜の形成が抑制され、Ｐリッチ層６０が形成されているにも拘らず、Ｎｉメッキ層５３と半田ボール１４０との接合強度を高めることができる。

本発明の配線基板の一実施形態を示す平面図。 同じく裏面図。 本発明に係る配線基板の断面構造の一例を示す図。 ＢＧＡパッドによる接続構造を模式的に示す断面図。 Ａｕメッキ層を形成する工程を、本発明と従来技術とで対比して示す説明図。 図５の接続構造における半田ボールの接続工程を示す説明図。 本発明の効果発生機構を推定して説明する図。 従来の配線基板における問題発生機構を推定して説明する図。

符号の説明

１ 配線基板
６ 誘電体層
７ 内層導体層
８，１８ ソルダーレジスト層
８ａ，１８ａ 開口
Ｌ１，Ｌ２ 配線積層部
ＣＰ 第一主表面
１０，１７ 金属端子パッド
５２ Ｃｕメッキ層
５３ Ｎｉメッキ層
５４ Ａｕメッキ層
１４０ 半田ボール（半田部材）

Claims (6)

1. 第一主表面が誘電体層にて形成されるように、高分子材料からなる誘電体層と導体層とが交互に積層された配線積層部と、該配線積層部の前記誘電体層にて形成された前記第一主表面上に配置される複数の金属端子パッドとを有し、
   前記金属端子パッドは、Ｐを含有する無電解Ｎｉメッキ層を有し、該無電解Ｎｉメッキ層の第二主表面が無電解還元Ａｕ系メッキ層にて直接覆われてなることを特徴とする配線基板。
2. 請求項１記載の配線基板の前記金属端子パッドに、Ｓｎを主成分とする半田合金からなる半田部材を接合したことを特徴とする半田部材つき配線基板。
3. 前記半田部材は、液相線温度が２００℃以上のＳｎ合金からなる高温半田部材を含む請求項２記載の半田部材つき配線基板。
4. 前記高温半田部材は前記金属端子パッドに直接接合されている請求項３記載の半田部材つき配線基板。
5. 前記高温半田部材はＳｎＡｇ系合金又はＳｎＣｕ合金からなる請求項４記載の半田部材つき配線基板。
6. 前記高温半田部材はＰｂ含有率が５質量％以下のＳｎ合金からなる請求項４記載の半田部材つき配線基板。

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