JP2010028145A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】はんだパッド用導体回路と、ソルダーレジスト層と、はんだバンプとを備える多層プリント配線板の製造方法において、(a)無電解めっき及び電解めっきにより、線幅が50μm以下でなる前記はんだパッド用導体回路を形成する工程と、(b)前記はんだパッド用導体回路の上面および側面を第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって処理し、前記はんだパッド用導体回路上に最大粗度(Rmax)が0.5〜10μmの粗化面を形成する工程と、(c)前記工程(b)の後、前記はんだパッド用導体回路上にエッチング処理または研磨処理等による酸処理を行う工程と、(d)前記はんだパッド用導体回路をソルダーレジスト組成物で被覆する工程と、(e)前記はんだパッド用導体回路部分の前記ソルダーレジスト組成物を除去し、開口を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、(f)前記開口において、はんだバンプを形成する工程とを含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【選択図】なし
Description
(a)無電解めっき及び電解めっきにより、前記はんだパッド用導体回路を形成する工程と、
(b)前記はんだパッド用導体回路の上面および側面を第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって処理し、前記はんだパッド用導体回路上に粗化面を形成する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記はんだパッド用導体回路上にエッチング処理または研磨処理による酸処理を行う工程と、
(d)前記はんだパッド用導体回路をソルダーレジスト組成物で被覆する工程と、
(e)前記はんだパッド用導体回路部分の前記ソルダーレジスト組成物を除去し、開口を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、
(f)前記開口において、はんだバンプを形成する工程と
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法に係るものである。
本発明によれば、はんだパッド用導体回路と前記はんだパッド用導体回路上のソルダーレジスト層とを備えており、はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジスト層に形成されているプリント配線板において、前記はんだパッド用導体回路が、無電解めっき膜と電解めっき膜とからなり、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって処理された粗化面を有しており、前記ソルダーレジスト層が前記粗化面上に設けられている、プリント配線板に係るものを得ることができる。
(a)無電解めっき及び電解めっきにより、前記はんだパッド用導体回路を形成する工程と、
(b)前記はんだパッド用導体回路の上面および側面を第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって処理し、前記はんだパッド用導体回路上に粗化面を形成する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記粗化面を熱処理する工程と、
(d)前記はんだパッド用導体回路をソルダーレジスト組成物で被覆する工程と、
(e)前記はんだパッド用導体回路部分の前記ソルダーレジスト組成物を除去し、開口を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、
(f)前記開口において、はんだバンプを形成する工程と
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法に係るものである。
本発明によれば、導体回路と前記導体回路上のソルダーレジスト層とを備えており、はんだ体を設けるための開口部が前記ソルダーレジスト層に形成されているプリント配線板において、前記導体回路が、無電解めっき膜と電解めっき膜とからなり、粗化面を有しており、前記粗化面が複数の錨状部と窪み部と稜線とを有し、前記錨状部と前記窪み部と前記稜線とが分散形成されてなり、隣り合う前記錨状部が前記稜線によって繋がってなるとともに、前記窪み部が、前記錨状部と前記稜線とによって囲まれてなり、前記ソルダーレジスト層が前記粗化面上に設けられている、プリント配線板に係るものを得ることができる。
本発明にかかるエッチング液によりはんだパッド用導体回路を処理すると、その表面は、針状合金めっきとは異なり、図1〜8に示すような錨状部を有する粗化面となる。図1は、本発明にかかる一例の粗化面の図面代用写真である。この写真は、電子顕微鏡下において、粗化面を斜めから撮影したものである。図2は、本発明にかかる他の例の粗化面の図面代用写真である。この写真も、図1の写真と同様に撮影したものであるが、倍率を高めたものである。図3は、本発明にかかる更に他の例の粗化面の図面代用写真である。この写真は、図2と同様の倍率で、粗化面を電子顕微鏡下に真上から撮影したものである。
かかる粗化面は、はんだパッドとなる導体回路を、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液で処理することによって、形成することができる。かかるエッチング液は、スプレイやバブリング等の酸素共存条件下で、銅導体回路を溶解させることができる。エッチングは、次の反応式によって進行すると推定される。
CH3O−(CH2CH2O)n−CH3(n=1〜5)
で表される溶媒を用いることができる。
実施例1
無電解めっき用接着剤調製用の原料組成物(上層用接着剤)
〔樹脂組成物A〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を80wt%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35重量部、感光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315)3.15重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5重量部、NMP3.6重量部を攪拌混合して得た。
ポリエーテルスルフォン(PES)12重量部、エポキシ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポール)の平均粒径1.0μmのものの7.2重量部と、平均粒径0.5μmのものの3.09重量部とを混合した後、更にNMP30重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合して得た。
イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ−CN)2重量部、光開始剤(チバガイギー製、イルガキュア I−907)2重量部、光増感剤(日本化薬製、DETX−S)0.2重量部、NMP1.5重量部を攪拌混合して得た。
〔樹脂組成物D〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を80wt%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35重量部、感光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315)4重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5重量部、NMP3.6重量部を攪拌混合して得た。
ポリエーテルスルフォン(PES)12重量部とエポキシ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポール)の平均粒径0.5μmのものの14.49重量部とを混合した後、更にNMP30重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合して得た。
イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ−CN)2重量部、光開始剤(チバガイギー製、イルガキュア I−907)2重量部、光増感剤(日本化薬製、DETX−S)0.2重量部、NMP1.5重量部を攪拌混合して得た。
〔樹脂組成物G〕
ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル製、分子量310、YL983U)100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径1.6μmのSiO2球状粒子(アドマテック製、CRS1101−CE、ここで、最大粒子の大きさは後述する内層銅パターンの厚み(15μm)以下とする)170重量部、レベリング剤(サンノプコ製、ペレノールS4)1.5重量部を攪拌混合することにより、その混合物の粘度を23±1℃で45,000〜49,000cpsに調整して得た。
イミダゾール硬化剤(四国化成製、2E4MZ−CN)6.5重量部。
図13〜30は、本発明にかかるプリント配線板の一例を製造する際の一連の製造工程の各工程における縦断面図をそれぞれ示す。
(1)図13に示すような、厚さ1mmのガラスエポキシ樹脂又はBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなる基板4の両面に18μmの銅箔5がラミネートされている銅張積層板6を出発材料とした。
〔無電解めっき水溶液〕
EDTA 50 g/L
硫酸銅 10 g/L
HCHO 8 mL/L
NaOH 9 g/L
α、α’−ビピリジル 80 mg/L
PEG 0.1 g/L
〔無電解めっき条件〕
70℃の液温度で30分
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 180 g/L
硫酸銅 80 g/L
添加剤(アトテックジャパン製、カパラシドGL)
1 mL/L
〔電解めっき条件〕
電流密度 1A/dm2
時間 30分
温度 室温
図31は、この例のプリント配線板の断面図である。この例では、基本的には実施例1と同様であるが、工程(17)において、表層の導体回路(はんだパッド用導体回路)の粗化面を、図9〜図12に示すような金属層51で被覆した。金属としてはニッケルを用い、被覆には、無電解めっきを用いた。得られたニッケル層の厚さは、0.04μmであった。
基本的に実施例2と同様であるが、はんだパッド用導体回路の粗化面を被覆する金属層として、無電解めっきによるニッケル層の代わりに、置換めっきによるスズ層を用いた。このスズ層の厚さは、0.03μmであった。
基本的に実施例2と同様であるが、はんだパッド用導体回路の粗化面を被覆する金属層として、無電解めっきによるニッケル層の代わりに、無電解めっきによる亜鉛層を用いた。この亜鉛層の厚さは、0.05μmであった。
基本的に実施例2と同様であるが、はんだパッド用導体回路の粗化面を被覆する金属層として、無電解めっきによるニッケル層の代わりに、蒸着による金属層を用いた。この金属層は、鉄及びコバルトからなり、0.05μmの厚さを有していた。
基本的に実施例1と同様であるが、比較例1では、表層の導体回路に、酸化浴(黒化浴)として、NaOH(10g/L)、NaClO2(40g/L)、Na3PO4(6g/L)を用い、還元浴として、NaOH(10g/L)、NaBH4(6g/L)を用いた黒化−還元処理にて粗化面を形成させた。また、比較例2は、表層の導体回路に、硫酸銅3.2×10−2モル/L、硫酸ニッケル3.9×10−3モル/L、錯化剤5.4×10−2モル/L、次亜リン酸ナトリウム3.3×10−1モル/L、界面活性剤(日信化学工業製、サーフィール465)1.1×10−4モル/L、pH=9からなる無電解めっき液より銅−ニッケル−リンからなる針状合金によって粗化層を形成させた。比較例1及び2のプリント配線板においても、実施例1と同様の通常配線と微細配線の部分、配線密度が疎の部分と配線密度が密の部分を設けた。
基本的に実施例2と同様であるが、表層の導体回路に、酸化浴(黒化浴)として、NaOH(10g/L)、NaClO2(40g/L)、Na3PO4(6g/L)を用い、還元浴として、NaOH(10g/L)、NaBH4(6g/L)を用いた黒化−還元処理にて粗化面を形成させた。この例のプリント配線板においても、実施例1と同様の通常配線と微細配線の部分、配線密度が疎の部分と配線密度が密の部分とを設けた。
基本的に実施例2と同様であるが、表層の導体回路に、硫酸銅3.2×10−2モル/L、硫酸ニッケル3.9×10−3モル/L、錯化剤5.4×10−2モル/L、次亜リン酸ナトリウム3.3×10−1モル/L、界面活性剤(日信化学工業製、サーフィール465)1.1×10−4モル/L、pH=9からなる無電解めっき液より銅−ニッケル−リンからなる針状合金によって粗化層を形成させた。この例のプリント配線板においても、実施例1と同様の通常配線と微細配線の部分、配線密度が疎の部分と配線密度が密の部分とを設けた。
実施例1、比較例1及び2で製造したプリント基板について、ソルダーレジスト層形成後と信頼性試験(ヒートサイクル条件)後に、ソルダーレジスト層の剥がれを試験した。なお、導体回路間の接続不良の有無を、配線密度が疎と密の部分で比較し、開口部底部の有機残さの残りを確認した。結果を表1に示す。
実施例2〜5、比較例3及び4で製造したプリント基板について、はんだバンプ形成後と信頼性試験(ヒートサイクル条件)後に、ソルダーレジスト層及びはんだバンプの剥がれ、クラックなどを検査し、はんだバンプのシェアー強度を測定し、また、チェッカーにて導通試験を行い、断線、短絡の有無を判定した。結果を表2に示す。
2 窪み部
3 稜線
4 基板
5 銅箔
6 銅張積層板
7 ドリル孔
8 内層銅パターン(下層導体回路)
9 スルーホール
10,10a,11,11a,23,24,32 粗化面
12,15,18 配線基板
13,14 樹脂層
16,17 粗化層
19 接着剤層
20,26 黒円
21,35 フォトマスクフィルム
22 開口(バイアホール形成用開口)
25 無電解銅めっき膜
27 感光性ドライフィルム
28 めっきレジスト
29 電解銅めっき膜
30 導体回路
31 バイアホール
33 ソルダーレジスト用組成物
34 円パターン(マスクパターン)
36 はんだパッド部分
37 バイアホールとそのランド部分
38 ソルダーレジスト層
39,43 プリント配線板
40,52 ニッケルめっき層
41,53 金めっき層
42,54 はんだバンプ(はんだ体)
51 金属層
Claims (4)
- はんだパッド用導体回路と、ソルダーレジスト層と、はんだバンプとを備える多層プリント配線板の製造方法において、
(a)無電解めっき及び電解めっきにより、前記はんだパッド用導体回路を形成する工程と、
(b)前記はんだパッド用導体回路の上面および側面を第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって処理し、前記はんだパッド用導体回路上に粗化面を形成する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記はんだパッド用導体回路上にエッチング処理または研磨処理による酸処理を行う工程と、
(d)前記はんだパッド用導体回路をソルダーレジスト組成物で被覆する工程と、
(e)前記はんだパッド用導体回路部分の前記ソルダーレジスト組成物を除去し、開口を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、
(f)前記開口において、はんだバンプを形成する工程と
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。 - はんだパッド用導体回路と、ソルダーレジスト層と、はんだバンプとを備える多層プリント配線板の製造方法において、
(a)無電解めっき及び電解めっきにより、前記はんだパッド用導体回路を形成する工程と、
(b)前記はんだパッド用導体回路の上面および側面を第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって処理し、前記はんだパッド用導体回路上に粗化面を形成する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記粗化面を熱処理する工程と、
(d)前記はんだパッド用導体回路をソルダーレジスト組成物で被覆する工程と、
(e)前記はんだパッド用導体回路部分の前記ソルダーレジスト組成物を除去し、開口を有するソルダーレジスト層を形成する工程と、
(f)前記開口において、はんだバンプを形成する工程と
を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。 - 前記はんだパッド用導体回路の線幅が、50μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層プリント配線板の製造方法。
- 前記粗化面が、0.5〜10μmの最大粗度(Rmax)を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層プリント配線板の製造方法。
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