JP2016103580A - 配線板 - Google Patents
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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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014241626A JP2016103580A (ja) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 配線板 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014241626A JP2016103580A (ja) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 配線板 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2014241626A Pending JP2016103580A (ja) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 配線板 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016103580A (ja) |
-
2014
- 2014-11-28 JP JP2014241626A patent/JP2016103580A/ja active Pending
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