JP2016103580A - 配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線板に実装される電子部品の実装不良の低減および接続信頼性の向上。【解決手段】実施形態の配線板は、絶縁層１０上に形成される導体層２０と、絶縁層１０上および導体層１０上に形成され、所定の位置に開口部３１〜３３を有するソルダーマスク３０とを一方の表面Ｓ１に有している。そして導体層２０は、表面の一部がソルダーマスク３０に覆われると共に他の部分がソルダーマスク３０の開口部３１に露出する導体部分からなる第１接続パッド２１と、表面の全てがソルダーマスク３０の開口部３２、３３に露出する導体部分からなる第２接続パッド２２、２３とを含み、ソルダーマスク３０は平坦化されていて表面が略平坦である。【選択図】図２

Description

本発明は、ソルダーマスクを有する配線板に関する。さらに詳しくは、ハンダペーストが適切な量で供給され易く、電子部品などが歩留まり良く実装され得る配線板に関する。

特許文献１には、電子部品と接続される複数の接続パッドと、この接続パッドが開口部内に露出するソルダーマスクとを有する配線基板が開示されている。そして、配線基板の周縁部の接続パッドは、接続パッドの形状が導体部分の形状で規定され、この接続パッドが露出するソルダーマスクの開口部が接続パッドの外径よりも大きな内径で形成されるノンソルダーマスクデファイン構造を有し、配線基板の中央部の接続パッドは、ソルダーマスクの開口部の内径よりも大きな外径の導体部分からなり、接続パッドの形状がソルダーマスクの開口部の形状で規定されるソルダーマスクデファイン構造を有していることが開示されている。

特開２０１０−２７２６８１号公報

特許文献１に開示の配線基板では、ソルダーマスクはソルダーマスクデファイン構造の接続パッドの一部を覆っている。一方、ノンソルダーマスクデファイン構造の接続パッドでは、その表面がソルダーマスクに覆われることなく、ソルダーマスクは接続パッドの周囲の絶縁層上に形成されている。このため、ソルダーマスクデファイン構造の接続パッド部分のソルダーマスクの表面と、ノンソルダーマスクデファイン構造の接続パッドの周囲のソルダーマスクの表面との間に、接続パッドの厚さに応じた段差が生じ易い。そのため、配線基板への電子部品の実装歩留りが低下することがある。また、電子部品の接続信頼性が低下することがある。

本発明の目的は、たとえば、隣接する接続パッド間にソルダーマスクを形成することが困難なほど狭ピッチで一部の接続パッドが配列され、それにより、ソルダーマスクに覆われない接続パッドと、表面の一部がソルダーマスクに覆われる接続パッドとが混在していても、これらの接続パッドに接続される電子部品の実装に関する不良が少なく、電子部品との接続に関する信頼性が高い配線板を提供することである。

本発明の配線板は、絶縁層上に形成される導体層と、前記絶縁層上および前記導体層上に形成され、所定の位置に開口部を有するソルダーマスクと、を少なくとも一方の表面に有している。そして、前記導体層は、電子部品と接続される複数の接続パッドを含み、前記複数の接続パッドは、所定の形状の導体部分からなり、該導体部分の一部が前記ソルダーマスクに覆われると共に前記導体部分の他の部分が前記ソルダーマスクの開口部に露出する第１接続パッドと、前記導体層内の所定の形状の導体部分からなり、該導体部分の全てが前記ソルダーマスクの開口部に露出する第２接続パッドとを含み、前記ソルダーマスクは平坦化されていて表面が略平坦である。

本発明によれば、ソルダーマスクが平坦化されていて、その表面が略平坦である。そのため、たとえば、印刷マスクを用いてハンダペーストが供給されるときに、ソルダーマスクに覆われない接続パッド（第２接続パッド）に過剰な量のハンダペーストが供給されることが少なくなる。また、ソルダーマスクに表面の一部が覆われている接続パッド（第１接続パッド）との間でハンダペーストの供給量に大きな差異が生じ難くなる。この結果、電子部品の実装に関する不良が少なくなることがある。また、電子部品との接続信頼性が向上することがある。

本発明の一実施形態の配線板の一部の平面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図２の配線板の第１接続パッドおよびその付近の拡大図。 図２の配線板の第２接続パッドおよびその付近の拡大図。 図２に示される配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図２に示される配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図２に示される配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図２に示される配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図２に示される配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 本発明の他の実施形態の配線板の断面図。 従来の配線板にハンダの印刷マスクが載置されている状態を示す断面図。

一実施形態の配線板が、図面を参照して説明される。一実施形態の配線板１は、図１および図２に示されるように、絶縁層１０上に形成される導体層２０と、絶縁層１０上および導体層２０上に形成され、開口部３１、３２、３３を有するソルダーマスク３０とを一方の表面Ｓ１に有している。導体層２０は、導体層２０内の所定の形状の導体部分からなり、図示しない電子部品と接続される接続パッドを含んでいる。図１および図２に示される例では、接続パッドとして、第１接続パッド２１および第２接続パッド２２、２３が設けられている。第１接続パッド２１は、一部がソルダーマスク３０に覆われていて他の部分がソルダーマスク３０の開口部３１に露出している導体層２０の導体部分で形成されている。また、第２接続パッド２２、２３は、それぞれ、ソルダーマスクの開口部３２、３３に全体が露出している導体層２０の導体部分で形成されている。なお、開口部３１〜３３は、図２に示される断面上、テーパー形状に形成されているが、図１では各開口部のテーパー面（内壁面）の描画は省略されている。そして、本実施形態では、ソルダーマスク３０は平坦化されることによりその表面が略平坦にされている。

本実施形態では、このように、ソルダーマスク３０が一部の接続パッド（第１接続パッド２１）の表面を部分的に覆っていながら、ソルダーマスク３０が平坦化されているためにその表面が略平坦であることに特徴がある。すなわち、実施形態の配線板１には、ソルダーマスク３０に表面の一部が覆われている第１接続パッド２１と、ソルダーマスク３０に表面が全く覆われていない第２接続パッド２２、２３とが混在している。しかしながら、第１接続パッド２１の一部を覆っている部分と、第２接続パッド２２、２３の周囲の部分、すなわち、絶縁層１０上の部分とを含めてソルダーマスク３０の表面上の段差が小さくされている。

ここで、ソルダーマスク３０の表面が「略平坦」とは、ソルダーマスク３０が平坦化されることにより、ソルダーマスク３０の表面上の段差が、第１接続パッド２１上のソルダーマスク３０の厚さよりも小さくされていることをいう。印刷マスク２００（図７参照）などを用いた配線板１へのハンダペーストの供給では、第１接続パッド２１へのハンダペーストの供給量は、第１接続パッド２１を部分的に覆っているソルダーマスク３０の厚さぶんだけ、平面視で同じ面積の第２接続パッド２２へのハンダペーストの供給量より多くなると考えられる。従って、このソルダーマスク３０の厚さ以下の段差であれば、第２接続パッド２２の周囲において、後述される印刷マスク２００とソルダーマスク３０との隙間にハンダペーストが入り込んだとしても、第２接続パッド２２へのハンダペーストの供給量が、図示しない電子部品などの実装性に影響するほど多くならないと考えられるからである。

ソルダーマスクに表面の一部が覆われる接続パッドと、ソルダーマスクに覆われずに全面が露出する接続パッドとが配線板に混在していると、印刷マスクなどを用いて配線板の表面にハンダペーストなどの接合材が供給される場合に、ソルダーマスクに覆われずに露出している接続パッドへの接合材の供給量が過剰になることがある。この状況が、図７を参照して説明される。

図７には、配線板１０１と、配線板１０１にハンダペーストを供給するために配線板１０１に載置されている印刷マスク２００とが示されている。配線板１０１は、ソルダーマスク１３０に一部が覆われていて残りの部分が開口部１３１に露出する接続パッド１２１と、全面が開口部１３２に露出する接続パッド１２２とを絶縁層１１０上に有している。ソルダーマスク１３０の接続パッド１２１の一部を覆っている部分は、接続パッド１２１上に形成されているため、絶縁層１１０上に形成されている部分よりも、表面の高さが高くなっている。すなわち、ソルダーマスク１３０の表面の、接続パッド１２１上の部分と接続パッド１２２の周囲の部分との間に段差ｄ１が生じている。この段差ｄ１により、接続パッド１２２の周囲のソルダーマスク１３０の表面と印刷マスク２００との間に隙間Ｇが生じている。この状態で、印刷マスク２００の開口部２０１を通じて図示しないハンダペーストが供給されると、接続パッド１２２上の印刷マスク２００の開口部２０１を介して供給されるハンダペーストは接続パッド１２２の真上の部分だけでなく、隙間Ｇ内にも入り込むと考えられる。そのため、接続パッド１２２へのハンダペーストの供給量が所定の量（主に印刷マスク２００の厚さと開口部２０１の大きさで決まる量）よりも多くなり易い。このため、このハンダペーストが隣接する接続パッドと接触し、２つの接続パッド間が電気的にショート状態となることがある。また、他の接続パッドへのハンダペーストの供給量との差異が大きくなり易い。そして、そのような２つの接続パッドを両端の電極の接続パッドとしてチップコンデンサなどが実装されると、ハンダペーストの多い接続パッド側にチップコンデンサが引き寄せられる結果、所謂マンハッタン現象と呼ばれるチップ立ちや、部品欠落などの実装不良が生じ易くなる。さらに、チップコンデンサが一方の接続パッドに引き寄せられた状態で辛うじて他方側がハンダ付けされる結果、他方の接続パッドとチップコンデンサの接触面積が小さくなることがある。その結果、接続パッドとチップコンデンサとの十分な接合強度が得られずに信頼性が低下することがある。

配線板１０１に設けられる全ての接続パッドを、接続パッド１２１のような所謂ソルダーマスクデファイン構造の接続パッド、または、全ての接続パッドを接続パッド１２２のような所謂ノンソルダーマスクデファイン構造の接続パッドのいずれかに統一すれば、このような実装不良などの問題は少なくなると考えられる。しかしながら、狭ピッチで電極が設けられている電子部品が接続される接続パッドは、隣接する接続パッドとの間隔が狭いため、接続パッド間にソルダーマスクを設けるのが困難なことがある。このため、ソルダーマスクデファイン構造にできないことがある。一方、ノンソルダーマスクデファイン構造の接続パッドは、接続パッドと絶縁層との密着力だけで絶縁層と接着している。このため、たとえば、半導体素子のバンプ電極などが接続される接続パッドのように絶縁層との接触面積の小さな接続パッドは、配線板の使用中に生じる応力などで絶縁層から剥離しないように、外周付近がソルダーマスクで覆われるソルダーマスクデファイン構造とする方が有利なことがある。そのため、ソルダーマスクデファイン構造で形成できない接続パッドだけがノンソルダーマスクデファイン構造にされ、その他の接続パッドはソルダーマスクデファイン構造にされるのが好ましいことがある。しかしながら、２つの構造の接続パッドが混在していると、前述のように、実装上および信頼性上の問題が生じることがある。

本実施形態の配線板１では、表面の一部がソルダーマスク３０に覆われていて他の部分がソルダーマスク３０の開口部３１に露出している第１接続パッド２１と、ソルダーマスクの開口部３２、３３に全体が露出している第２接続パッド２２、２３とが形成されている。したがって、たとえば、狭ピッチで配置する必要のある接続パッドなどは第２接続パッド２２、２３のようにソルダーマスク３０に覆われない構造とし、接続パッドの密着力だけでは絶縁層１０との接合強度が十分でないと思われる接続パッドは、第１接続パッド２１のように一部がソルダーマスク３０に覆われる構造とすることができる。従って、実施形態の配線板１は、接続パッド間にソルダーマスク３０を形成することができないほど狭ピッチで電極が設けられている電子部品の適切な実装が可能である。加えて、実施形態の配線板１は、面積の小さい接続パッドと絶縁層１０との接合信頼性に優れた配線板となり得る。

そして、本実施形態の配線板１では、第１接続パッド２１の一部を覆っている部分と、第２接続パッド２２、２３の周囲の絶縁層１０上の部分とを含めてソルダーマスク３０の表面上の段差が小さくされている。このため、図７に示されるような印刷マスク２００が配線板１に載置されたときに、第２接続パッド２２、２３の周囲のソルダーマスク３０の表面と印刷マスク２００との間に大きな隙間が生じ難い。このため、第２接続パッド２２、２３にハンダペーストが過剰に供給されることが少なくなる。従って、第２接続パッド２２、２３と、隣接する他の接続パッドとの電気的なショートが発生し難い。また、第２接続パッド２２、２３へのハンダペーストの供給量と、第１接続パッド２１などの他の接続パッドへのハンダペーストの供給量との間に大きな差異が生じ難い。このため、ハンダペーストが多く供給されている接続パッド側にチップコンデンサなどが引き寄せられることにより起こり得るチップ立ちや部品欠落などの実装不良が生じ難い。同様に、電子部品が一方の接続パッドに引き寄せられた状態で接続されることによる他方の接続パッドとの接合強度不足も生じ難い。この結果、実施形態の配線板１では、電子部品の実装に関する不良が少なくなることがある。また、電子部品との接続信頼性が向上することがある。

図１および図２に示されるように、実施形態の配線板１には、第１接続パッド２１および第２接続パッド２２が絶縁層１０上にアレイ状に形成されている。また、第２接続パッド２３が、第１および第２接続パッド２１、２２が形成されている領域の両側において、図１上、上下方向に所定の間隔を空けて複数個並列状態で形成されている。

第１接続パッド２１は、平面形状が略円形の導体層２０の導体部分で形成されている。第１接続パッド２１の略円形の平面形状の外周付近の部分は周方向全体にわたってソルダーマスク３０で覆われており、その他の部分は、ソルダーマスク３０に形成されている開口部３１に露出している。また、第２接続パッド２２も、平面形状が略円形の導体層２０の導体部分で形成されている。しかしながら、第２接続パッド２２は、ソルダーマスク３０に覆われることなく、略円形の平面形状の全体がソルダーマスク３０に形成されている開口部３２に露出している。また、第２接続パッド２３は、平面形状が略矩形の導体層２０の導体部分で形成されている。そして、第２接続パッド２３は、ソルダーマスク３０に覆われることなく、略矩形の平面形状の全体が、ソルダーマスク３０に形成されている開口部３３の帯状に延びている部分に露出している。

図１および図２に示されている第１接続パッド２１および第２接続パッド２２、２３の形状、位置、および数量は一例に過ぎず、第１接続パッド２１および第２接続パッド２２、２３は、配線板１に実装される電子部品に応じて任意の位置、形状および数量で形成されてよい。たとえば、第１および第２接続パッド２１、２２が略矩形の平面形状であってもよく、第２接続パッド２３が略円形の平面形状であってもよい。或いは、各接続パッドが楕円形や、矩形以外の多角形の平面形状であってもよい。また、開口部３１〜３３も、図１および図２に示される例に限定されず、第１接続パッド２１および第２接続パッド２２、２３に応じた形状、位置および数量で適宜形成されてよい。なお、図１および図２に示される例では、第１接続パッド２１の開口部３１に露出している部分と第２接続パッド２２とが略同じ大きさにされ、かつ、これらの接続パッドは略同じピッチで形成されている。それにも関わらず、これらの接続パッドは互いに異なる構造で形成されている。各接続パッドと絶縁層１０との接合強度に関する懸念が少なく、隣接する接続パッドとの間にソルダーマスク３０が形成され得る接続パッドなどは、このように、第１接続パッド２１および第２接続パッド２２のいずれの構造で形成されてもよい。

前述のように、本実施形態では、ソルダーマスク３０は平坦化されており、その表面の段差が少なくされている。本実施形態のソルダーマスク３０の表面の段差ｄは、図３に示されるように、第１接続パッド２１の一部を覆っている部分と、第１接続パッド２１の周囲の絶縁層１０を覆っている部分のうち第１接続パッド２１側に向かって表面が傾斜している部分よりも外側の部分との間において、好ましくは５μｍ以下にされる。ソルダーマスク３０の絶縁層１０を覆っている部分の表面の高さは、第１接続パッド２１の周囲であっても第２接続パッド２２の周囲であっても略同じであると考えられる。従って、図３に示される段差ｄは、ソルダーマスク３０の第１接続パッド２１を覆っている部分の表面と第２接続パッド２２、２３の周囲の部分の表面との間の段差と略同じであると考えられる。従って、段差ｄが５μｍ以下となるように平坦化されていると、第２接続パッド２２、２３へのハンダペーストの供給量の増大を極めて少なくできることが期待でき、過剰な量のハンダペーストによる電子部品の実装不良などが極めて少なくなることがある。

第１接続パッド２１が露出するソルダーマスク３０の開口部３１は、図３に拡大して示されているように、図３に示される断面上、テーパー形状に形成されていてもよい。図３には、ソルダーマスク３０の表面側の幅Ｗ１の方が、第１接続パッド２１側、すなわち、導体層２０側の幅Ｗ２よりも大きくされている開口部３１の例が示されている。なお、開口部３１の幅とは、開口部３１の平面形状が円形の場合は直径を意味しており、楕円形および多角形の場合は、中心軸を挟んで向かい合う外周辺上の２点の間の距離を意味している。開口部３１が、このような形状に形成されていると、第１接続パッド２１にハンダペーストなどが供給されるときに、開口部３１の隅部などにエアが巻き込まれることが少なくなり、適正量のハンダペーストが供給され易くなる。後述の配線板１の製造方法の説明で示されるように、たとえば、ソルダーマスク３０のパターン形成がフォトリソグラフィにより行われる場合、第１接続パッド２１側においてもネガ型の感光性材料が十分硬化するように露光量が調整されることにより、現像液に晒され難い第１接続パッド２１側の感光性材料が現像後も多く残存し、図３に示されるようなテーパー形状の開口部３１が形成されることがある。

開口部３１以外の第１接続パッド２１の周辺部分の寸法の一例が、図３を参照して以下に例示される。第１接続パッド２１の厚さｔ１は、たとえば、１５〜３５μｍである。ソルダーマスク３０の第１接続パッド２１の一部を覆っている部分の厚さｔ２は、たとえば３〜８μｍである。ソルダーマスク３０の絶縁層１０を覆っている部分の厚さｔ３は、たとえば、１８〜４０μｍである。

第２接続パッド２２、２３が露出する開口部３２、３３も、図２に示される断面上、テーパー形状に形成されていてもよい。換言すると、たとえば、第２接続パッド２２同士の間に形成されているソルダーマスク３０の側面が、図４に拡大して示されているように、テーパー面であってもよい。すなわち、第２接続パッド２２間のソルダーマスク３０は、ソルダーマスク３０の表面側の幅Ｗ３よりも絶縁層１０側の幅Ｗ４の方が大きくされていてもよい。ソルダーマスク３０がこのように絶縁層１０側で幅広となるように形成されると、絶縁層１０との接触面積が広くなり、両者の接合強度が大きくなる点で好ましい。しかしながら、第２接続パッド２２同士の間のソルダーマスク３０は、図４に示されるようにソルダーマスク３０の表面側から絶縁層１０側に向かって拡幅する一方ではなく、その途中に幅広の部分や狭小の部分を含んでいてもよい。

第１接続パッド２１上の部分と比べて、絶縁層１０上の部分のソルダーマスク３０は厚くなり易い。このため、ソルダーマスク３０のパターニング時の露光量が絶縁層１０に近い側ほど少なくなる。これに伴って、絶縁層１０に近い側ほどソルダーマスク３０を形成する感光性材料の十分な硬化が得られ難くなる。そのため、絶縁層１０に近い側ほど、感光性材料が現像液に溶解され易くなることがある。その結果、第２接続パッド２２間のソルダーマスク３０は、全体として、図４に示されるソルダーマスク３０の断面形状と反対方向にテーパーする（絶縁層１０側ほど狭小となる）断面形状になることがある。本実施形態では、ソルダーマスク３０が平坦化されており、この平坦化は、後述されるように、たとえば、ソルダーマスク３０のパターニングの前に行われ、かつ、加熱を伴うことがある。その場合、平坦化時の加熱により、絶縁層１０に近い部分も含めて全体的に感光性材料の硬化が進むと考えられる。そして、前述のように、現像液に晒される難易度の違いから絶縁層１０に近い側ほど感光性材料が多く残存することがある。その結果、実施形態の配線板１では、第２接続パッド部２２間に形成されるソルダーマスク３０が、図４に示される断面形状になることがある。従って、ソルダーマスク３０のパターニング時の露光および現像条件と、平坦化時の加熱条件とを適宜調整することにより、第２接続パッド２２間に形成されるソルダーマスク３０を、図４に示される断面形状と、その逆方向にテーパーする形状との間の所望の形状で形成できることがある。

再度、図２が参照され、実施形態の配線板１の一方の表面Ｓ１と反対側の他方の表面Ｓ２側について説明される。実施形態の配線板１は、他方の表面Ｓ２側にも導体層２０ａおよびソルダーマスク３０ａを有している。そして、導体層２０ａは、導体層２０と同様に、図示しない電子部品と接続される接続パッドを含んでいる。図２に示される例では、導体層２０ａに、第３接続パッド２１ａ、２２ａおよび第４接続パッド２３ａが設けられている。第３接続パッド２１ａ、２２ａは、第１接続パッド２１と同様に、一部がソルダーマスク３０ａに覆われていて他の部分がソルダーマスク３０ａの開口部３１ａ、３２ａに露出している導体層２０ａの導体部分で形成されている。また、第４接続パッド２３ａは、第２接続パッド２３と同様に、ソルダーマスク３０ａの開口部３３ａに全体が露出している導体層２０ａの導体部分で形成されている。このように実施形態の配線板１は、両方の表面Ｓ１、Ｓ２それぞれに、導体層２０、２０ａとソルダーマスク３０、３０ａとを有していてよく、どちらか一方の表面だけに導体層およびソルダーマスクを有していてもよい。また、ソルダーマスク３０ａは、ソルダーマスク３０と同様に、平坦化されることによりその表面が略平坦にされていてもよい。

図２に示されるように、実施形態の配線板１の他方の表面Ｓ２にも、第３接続パッド２１ａ、２２ａおよび第４接続パッド２３ａが形成されることにより、平面視で同じ面積の中により多くの電子部品が実装できるようになり、その結果、配線板１が用いられる電子機器が小さくなることがある。また、ソルダーマスク３０ａが平坦化されることにより、配線板１の他方の表面Ｓ２側への電子部品の実装においても、一方の表面Ｓ１側と同様に、実装不良が少なくなることがある。また、電子部品の接続信頼性が高まることがある。

配線板１の他方の表面Ｓ２側の各接続パッド、ならびに、各接続パッド以外の導体層２０ａの導体パターンは、一方の表面Ｓ１側と全く同じ位置、数量、および形状で形成されてもよく、全く異なっていてもよい。図２に示される例では、一方の表面Ｓ１側で第２接続パッド２２が形成されている位置と絶縁層１０を挟んで対称の位置に、表面の一部がソルダーマスク３０ａに覆われている第３接続パッド２２ａが形成されている。また、図２に示される例では、２つの第３接続パッド２１ａは、いずれも、導体層２０ａの１つの導体部分２０ａ１からなり、導体部分２０ａ１の上に形成されているソルダーマスク３０ａの一部分３０ａ１で区画されている。このように、表面の一部がソルダーマスクにより覆われる構造の接続パッドは、配線板１の使用時に同電位にされるもの同士であれば、１つの共通の導体部分で形成されてもよい。そして、この導体部分上に形成されるソルダーマスクにより各接続パッドそれぞれの領域が区画されてもよい。複数の接続パッドが１つの共通の導体部分で形成されると、接続パッドの周辺部分の電気抵抗が低くなり、その結果、配線板１の電気的特性が向上することがある。

配線板１の一方の表面Ｓ１側の第１接続パッド２１および第２接続パッド２２、２３の断面形状や寸法、ソルダーマスク３０の各部の厚さおよび表面の段差、ならびに開口部３１〜３３の断面形状についてなされた前述の説明は、他方の表面Ｓ２側の第３接続パッド２１ａ、２２ａおよび第４接続パッド２３ａ、ソルダーマスク３０ａ、ならびに開口部３１ａ〜３３ａにも同様に当てはまる。従って、これらについての同様の事項に関する説明は省略される。

ソルダーマスク３０、３０ａは、たとえば、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、ポリイミド樹脂などの組成物からなる。しかしながら、これらに限定されず、他の材料が用いられてもよい。また、ソルダーマスク３０、３０ａには、好ましくは、ファインピッチのパターニングに有利な感光性を有する材料が用いられるが、これに限定されない。ソルダーマスク３０、３０ａは、後述されるように、たとえば、スクリーン印刷などにより形成され、たとえば、加熱および加圧されることにより平坦化される。

絶縁層１０は、たとえば、ガラス繊維のような芯材にフィラーを含む樹脂組成物が含浸されてなる材料で形成される。絶縁層１０は、芯材を含まず、フィラーを含む樹脂組成物だけで形成されてもよい。或いは、絶縁層１０は、フィラーを含まない樹脂組成物で形成されてもよい。また、絶縁層１０は、複数の絶縁層から形成されていてもよい。樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ樹脂）、イミド樹脂（ポリイミド）、フェノール樹脂などが例示される。絶縁層１０の材料は、これらに限定されず、配線板１に求められる特性、耐久性、強度、配線密度などに応じて適宜選択され得る。

導体層２０、２０ａは、絶縁層１０上に積層または蒸着などにより形成される導体箔、および／または、導体膜である。導体層２０、２０ａは、金属箔だけで構成されても、または、めっき法やスパッタリング法により形成される金属膜だけで構成されてもよく、或いは、これらが積層されていてもよい。導体層２０、２０ａには、好ましくは、電気抵抗が低く、めっきなどによる形成も容易な銅が用いられる。しかしながら、導体層２０、２０ａには、ニッケルなどの他の金属が用いられてもよい。導体層２０は、第１接続パッド２１、および第２接続パッド２２、２３を形成する導体部分を含む導体パターンにパターニングされている。また、導体層２０ａは、第３接続パッド２１ａ、２２ａ、および第４接続パッド２３ａを形成する導体部分を含む導体パターンにパターニングされている。

次に、図１および図２に示される配線板の製造方法が図５Ａ〜５Ｅを参照しながら説明される。

まず、図５Ａに示されるように、絶縁層１０の両面に導体層２０、２０ａ（図５Ｂ参照）となる層状の導電体１９、１９ａが設けられている基板１１が用意される。層状の導電体１９、１９ａは金属箔などであってよく、好ましくは、銅箔が用いられ、たとえば熱圧着により絶縁層１０に接合されている。従って、基板１１は市販の銅張積層板であってよい。

つぎに、導体層２０、２０ａが形成される。具体的には、層状の導電体１９、１９ａの導体層２０、２０ａの導体部分となる領域以外の領域が露出される開口を有するエッチングレジストが、層状の導電体１９、１９ａそれぞれの上に形成される。そして、この開口内に露出している層状の導電体１９、１９ａの領域がエッチングにより除去される。この結果、図５Ｂに示されるように、第１接続パッド２１および第２接続パッド２２、２３がそれぞれ形成される導体部分を所定の領域に有し、他の領域の導電体が除去されている導体層２０が形成される。同様に、第３接続パッド２１ａ、２２ａ、および第４接続パッド２３ａがそれぞれ形成される導体部分を所定の領域に有する導体層２０ａが形成される。なお、図示されていないが、絶縁層１０に、導体層２０と導体層２０ａとを接続するスルーホール導体が形成されてもよい。スルーホール導体が形成される場合は、たとえば、前述のエッチングレジストの形成前に、層状の導電体１９、１９ａの一方または両方の表面側から、たとえばＣＯ₂レーザー光が所定の位置に照射され、絶縁層１０内に貫通孔が形成される。この貫通孔内および層状の導電体１９、１９ａ上に無電解めっきまたはスパッタリングなどで金属被膜が形成される。さらに、この金属被膜上に電気めっき膜などを形成することによりスルーホール導体が形成される。この場合、導体層２０、２０ａは、銅箔などの層状の導電体１９、１９ａと、無電解めっきなどによる金属被膜および電気めっきによるめっき金属膜とで構成される。

導体層２０、２０ａは、前述のように、絶縁層１０の全面に形成されている導電体からサブトラクティブ法より形成されてもよいが、ファインピッチのパターン形成に有利なアディティブ法で形成されてもよい。その場合、たとえば、絶縁層１０内に貫通孔が形成され、絶縁層１０の両表面および貫通孔内に無電解めっきなどにより金属被膜が形成される。この金属被膜上に、導体層２０、２０ａの導体部分となる領域に開口を有するめっきレジストが形成され、このめっきレジストの開口内に電気めっき膜が形成される。その後、めっきレジストが除去され、めっきレジストの除去により露出する金属被膜がエッチングなどで除去されることにより、図５Ｂに示される導体層２０、２０ａが形成され得る。

つぎに、ソルダーマスク３０、３０ａが形成される。まず、ソルダーマスク３０、３０ａを構成するエポキシ樹脂などからなる液状またはペースト状の材料がスクリーン印刷、スプレーコーティングまたはロールコーティングなどにより絶縁層１０および導体層２０、２０ａ上に塗布される。または、シート状に成形された材料が絶縁層１０および導体層２０、２０ａ上に積層される。その後、必要に応じて、ソルダーマスク３０、３０ａの材料は、たとえば、５０〜６０℃程度の温度で、１０〜３０分程度乾燥される。その結果、図５Ｃに示されるような、半硬化状態のソルダーマスク３０、３０ａが形成される。この時点では、ソルダーマスク３０、３０ａの第１接続パッド２１、２２上や第３接続パッド２１ａ上の部分と絶縁層１０上の部分とは略同じ厚さである。すなわち、ソルダーマスク３０、３０ａの導体層２０、２０ａ上の部分の表面と、絶縁層１０上の部分の表面との間には、導体層２０、２０ａの厚さに応じて段差が生じている。

つぎに、図５Ｄに示されるように、ソルダーマスク３０、３０ａが平坦化される。ソルダーマスク３０、３０ａの平坦化は、たとえば、ソルダーマスク３０の表面およびソルダーマスク３０ａの表面に、ＰＥＴフィルムなどの保護フィルム２１０を介して、プレス機２２０などで圧力を掛けることにより行われる。加圧時の条件としては、たとえば、温度：８０℃、プレス圧：５ＭＰａ、時間：２分が例示される。しかしながら、ソルダーマスク３０、３０ａへの加圧は他の条件で行われてもよい。

また、図５Ｃおよび図５Ｄには、半硬化状態のソルダーマスク３０とソルダーマスク３０ａとが同時に形成され、そして、同時に加圧されるかのように描かれているが、ソルダーマスク３０とソルダーマスク３０ａとは、個別に形成されて平坦化されてもよい。たとえば、まず、半硬化状態のソルダーマスク３０が形成され、そして平坦化された後、半硬化状態のソルダーマスク３０ａが形成され、そして平坦化されてもよい。このように個別に平坦化を行うことは、ソルダーマスク３０、３０ａの平坦化条件が、導体層２０、２０ａの導体パターンの形状などに応じて個別に最適化され得る点で好ましい。

ソルダーマスク３０、３０ａの表面は、加圧されることにより、図５Ｅに示されるように略平坦になる。具体的には、半硬化状態のソルダーマスク３０、３０ａの導体層２０、２０ａ上の部分の表面が高温雰囲気中で加圧されることにより、この部分のソルダーマスク３０、３０ａの厚さが薄くなる。また、この加圧により、導体層２０、２０ａ上の部分のソルダーマスク３０、３０ａの組成物が、直接加圧されていない絶縁層１０上の部分に押し出される。これにより、絶縁層１０上のソルダーマスク３０、３０ａの厚さが厚くなる。この結果、図５Ｃおよび図５Ｄに示される状態と比べて、ソルダーマスク３０、３０ａの絶縁層１０上の部分の表面と、第１接続パッド２１や第３接続パッド２１ａ、２２ａなどの導体層２０、２０ａ上の部分の表面との段差が小さくなる。

つぎに、ソルダーマスク３０、３０ａに開口部３１〜３３および３１ａ〜３３ａが形成される。たとえば、ソルダーマスク３０、３０ａにネガ型の感光性材料が用いられる場合、各開口部が形成される部分のソルダーマスク３０、３０ａの組成物が現像により除去される。まず、図５Ｅに示されるように、ソルダーマスク３０、３０ａの各開口部が形成される部分以外の領域に開口２３１を有する露光マスク２３０が、ソルダーマスク３０、３０ａそれぞれの表面に載置される。続いて、露光マスク２３０を通して、たとえば、紫外線などが、開口２３１に露出するソルダーマスク３０、３０ａに照射される。これにより、ソルダーマスク３０、３０ａの紫外線などが照射された部分が硬化する。露光マスクが取り除かれた後、紫外線などが照射されていない部分のソルダーマスク３０、３０ａの組成物が現像により除去される。この結果、図２に示されるように、第１接続パッド２１、第２接続パッド２２、２３、第３接続パッド２１ａ、２２ａ、または第４接続パッド２３ａが内部に露出する開口部３１〜３３および開口部３１ａ〜３３ａがそれぞれ形成される。その後、８０℃〜１５０℃程度の温度で１〜５時間程度加熱されることにより、ソルダーマスク３０、３０ａが完全に硬化する。これにより、図１および図２に示される配線板１が完成する。ソルダーマスク３０、３０ａの各開口部の形成は、感光性材料を用いた、露光および現像による方法に限定されず、たとえば、レーザー光の照射により所定の位置のソルダーマスク３０、３０ａの組成物を除去することにより行われてもよい。また、ソルダーマスク３０、３０ａの開口部３１〜３３および開口部３１ａ〜３３ａに露出する各接続パッドの表面に、ＯＳＰ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｓｎなどの、たとえば保護用の被膜が形成されてもよい。

ソルダーマスク３０、３０ａの各開口部が露光および現像により形成される場合、その現像時には、ソルダーマスク３０、３０ａは、その表面側よりも、導体層２０、２０ａ側や絶縁層１０側の方が現像液に晒され難いと考えられる。このため、たとえば、導体層２０、２０ａ側まで、ソルダーマスク３０、３０ａが十分に露光され、その結果十分に硬化していると、導体層２０、２０ａ側のソルダーマスク３０、３０ａの組成物が、露光マスク２３０の開口２３１の大きさ以上の領域にわたって現像で除去されずに残存し易い。導体層２０、２０ａ上の部分では、ソルダーマスク３０、３０ａの厚さが薄く、導体層２０、２０ａの付近まで十分に露光され易いので、このような状況になり易い。そのため、第１接続パッド２１や第３接続パッド２１ａ、２２ａ上の開口部３１、３１ａ、３２ａの断面形状は、図３に示されるような形状になり易い。

一方、絶縁層１０上の部分では、ソルダーマスク３０、３０ａの厚さが厚いので、むしろ、絶縁層１０付近のソルダーマスク３０、３０ａの組成物が十分に露光されず、その結果、絶縁層１０側では、露光マスク２３０の開口２３１よりも小さい領域しか現像後に残存しないこともある。本実施形態の配線板１の製造方法では、開口部３１〜３３および３１ａ〜３３ａの形成前に平坦化工程でソルダーマスク３０、３０ａが加熱されるので、これにより、絶縁層１０の付近においてもソルダーマスク３０、３０ａの硬化が進むと考えられる。この結果、現像液に晒され難い絶縁層１０付近のソルダーマスク３０、３０ａの組成物が、導体層２０、２０ａ上の部分と同様に、露光マスク２３０の開口２３１の大きさ以上の領域にわたって現像されずに残存し易くなる。その結果、第２接続パッド２２、２３間や第４接続パッド２３ａ間の絶縁層２０、２０ａ上に形成されるソルダーマスク３０、３０ａの断面形状が、図４に示されるような形状になることがある。

以上の説明では、導体層２０、２０ａが両面に形成されている絶縁層１０の両面上にソルダーマスク３０、３０ａが形成される実施形態の配線板１について説明されたが、ソルダーマスク３０、３０ａは、複数の絶縁層と導体層とが交互に積層されてなる多層基板の表面上に形成されてもよい。図６には、そのような構造の他の実施形態の配線板５１が示されている。配線板５１では、絶縁層５２の両面にそれぞれ導体層５３、５３ａが形成され、導体層５３、５３ａ上に層間絶縁層５４、５４ａが積層されている。導体層２０、２０ａは、それぞれ、層間絶縁層５４、５４ａ上に形成されている。そして、ソルダーマスク３０が導体層２０および層間絶縁層５４上に形成され、ソルダーマスク３０ａが、導体層２０ａおよび層間絶縁層５４ａ上に形成されている。導体層２０、２０ａおよびソルダーマスク３０、３０ａは、多層基板を構成する層間絶縁層５４、５４ａ上に形成されていること以外は、一実施形態の配線板１の導体層２０、２０ａおよびソルダーマスク３０、３０ａと同じである。すなわち、導体層２０、２０ａは、表面の一部がソルダーマスク３０、３０ａに覆われている第１接続パッド２１または第３接続パッド２１ａ、２２ａと、表面の全てがソルダーマスク３０、３０ａに覆われずに露出する第２接続パッド２２、２３または第４接続パッド２３ａとを有している。また、ソルダーマスク３０、３０ａは、接続パッドのいずれかが露出する開口部３１〜３３または開口部３１ａ〜３３ａを有している。また、ソルダーマスク３０、３０ａは、平坦化されることにより表面が略平坦になっている。従って、他の実施形態の配線板５１でも、電子部品の実装に関する不良が少なくなることがある。また、配線板５１と電子部品との接続信頼性が向上することがある。

以上のように、図１および図２に示される一実施形態の配線板１、ならびに、図６に示される他の実施形態の配線板５１によれば、表面の一部がソルダーマスク３０、３０ａに覆われる第１接続パッド２１または第３接続パッド２１ａ、２２ａと、表面がソルダーマスク３０、３０ａに覆われずに露出する第２接続パッド２２、２３または第４接続パッド２３ａとが形成されている。そして接続パッドを覆っている部分と、接続パッドを覆うことなく絶縁層１０上に形成されている部分とを含めて表面が略平坦になるようにソルダーレジスト３０、３０ａが平坦化されている。このため、配線板１、５１に、たとえば印刷マスクを用いて供給されるハンダペーストが、ソルダーマスク３０、３０ａに覆われていない接続パッドに過剰に供給されることが少なくなる。そのため、接続パッド間の電気的なショートや、部品欠落などの実装不良が少なくなると考えられる。また、接合強度が不十分な状態で電子部品と接続パッドとが接続されることが少なくなると考えられる。すなわち、狭ピッチで電極が設けられている電子部品が実装される場合でも、実装に関する不良が少なくなることがあり、電子部品との接続信頼性が向上することがあると考えられる。

１ 配線板
１０ 絶縁層
２０、２０ａ 導体層
２１ 第１接続パッド
２１ａ、２２ａ 第３接続パッド
２２、２３ 第２接続パッド
２３ａ 第４接続パッド
３０、３０ａ ソルダーマスク
３１、３２、３３ 開口部
３１ａ、３２ａ、３３ａ 開口部
５１ 配線板
５２ 絶縁層
５３、５３ａ 導体層
５４、５４ａ 層間絶縁層
ｄ 段差
Ｇ 印刷マスクとソルダーマスクとの隙間
Ｓ１ 配線板の一方の表面
Ｓ２ 配線板の他方の表面
ｔ１ 第１接続パッドの厚さ
ｔ２ ソルダーマスクの第１接続パッドの一部を覆っている部分の厚さ
ｔ３ ソルダーマスクの絶縁層を覆っている部分の厚さ
Ｗ１ 第１接続パッド上の開口部の表面側の幅
Ｗ２ 第１接続パッド上の開口部の第１接続パッド側の幅
Ｗ３ 第２接続パッド間のソルダーマスクの表面側の幅
Ｗ４ 第２接続パッド間のソルダーマスクの絶縁層側の幅

Claims (7)

1. 絶縁層上に形成される導体層と、前記絶縁層上および前記導体層上に形成され、所定の位置に開口部を有するソルダーマスクと、を少なくとも一方の表面に有する配線板であって、
   前記導体層は、電子部品と接続される複数の接続パッドを含み、
   前記複数の接続パッドは、所定の形状の導体部分からなり、該導体部分の一部が前記ソルダーマスクに覆われると共に前記導体部分の他の部分が前記ソルダーマスクの開口部に露出する第１接続パッドと、前記導体層内の所定の形状の導体部分からなり、該導体部分の全てが前記ソルダーマスクの開口部に露出する第２接続パッドとを含み、
   前記ソルダーマスクは平坦化されていて表面が略平坦である。
2. 請求項１記載の配線板であって、前記第１接続パッドの一部を覆っている部分と、前記第１接続パッドの周囲の前記絶縁層を覆っている部分との間の前記ソルダーマスクの表面の段差が５μｍ以下である。
3. 請求項１または２記載の配線板であって、隣接する前記第２接続パッド間の前記ソルダーマスクの幅は、該ソルダーマスクの表面側よりも前記絶縁層側の方が大きい。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線板であって、前記第１接続パッドが露出する前記ソルダーマスクの開口部の幅は、該ソルダーマスクの表面側の方が前記導体層側よりも大きい。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線板であって、前記一方の表面の反対側の他方の表面側にも導体層およびソルダーマスクを有しており、前記他方の表面側の導体層が電子部品と接続される複数の接続パッドを含んでいる。
6. 請求項５記載の配線板であって、前記他方の表面側の導体層が、所定の形状の導体部分からなり、該導体部分の一部が前記他方の表面側のソルダーマスクに覆われると共に前記導体部分の他の部分が前記他方の表面のソルダーマスクの開口部に露出する第３接続パッドと、所定の形状の導体部分からなり、該導体部分の全てが前記他方の表面側のソルダーマスクの開口部に露出する第４接続パッドとを含んでいる。
7. 請求項６記載の配線板であって、前記他方の表面側のソルダーマスクは平坦化されていて表面が略平坦である。

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