JP4913650B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関する。

ハンダペーストが塗布された基板をリフロー炉等で加熱する際に、基板に反りが発生する場合がある。一般に、基板に反りが生じると、ＩＣチップ等の電子部品を実装した場合やマザーボード等の他の基板と接続した場合に、接続不良が生じやすくなるため、基板の反りを抑制することが可能な配線基板の製造方法が求められている。
基板の反りを抑制することが可能な配線基板の製造方法として、図１３に示す、枠形状の周縁部ＤＴＳと、複数の柱状部材が周縁部の内側面同士を結ぶように格子状に配置され、この柱状部材の断面形状が内部よりも主面側及び裏面側が細くなる段付の形状（図示せず）である枠部ＤＴＷとから一体的に構成される台板ＤＴ上に、図１４に示す複数の小基板９１７が連結された連結製品部９１５を備える基板本体９０１を載置し、図１５に示す凹溝ＨＪＭを有する保持治具ＨＪを用いて、基板本体９０１の周縁部９２１と台板ＤＴの周縁部ＤＴＳとを保持治具ＨＪの凹溝ＨＪＭに挿入して基板本体９０１を台板ＤＴ上に保持しながら基板本体９０１を加熱する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３４３６６号公報

しかしながら、上記の方法では、基板本体９０１の裏面に傷が生じて歩留まりが低化する可能性があることが判った。
上記方法によれば、台板ＤＴの格子状に形成された枠部ＤＴＷの上部を、複数の小基板９１７（製品部分である）を連結する連結部９１９（製品部分でない）に当接させて、基板本体９０１を台板ＤＴ上に載置することが可能である。しかし、基板本体９０１が予定の載置位置からずれた位置で台板ＤＴに保持（固定）された場合、台板ＤＴの格子状に形成された枠部ＤＴＷの上部が小基板９１７の下面に接触し、小基板９１７の下面のソルダーレジスト等の絶縁保護層やパッド等に傷が生じる可能性がある。特に、歩留まり向上の見地から、製品部分でない連結部は狭い幅であることが望ましいため、連結部の幅の狭い基板本体を用いる場合があり、このような場合には、台板ＤＴの枠部ＤＴＷの上部と小基板の下面とが接触することによって、小基板の下面に傷が発生する可能性がより高くなる。
小基板９１７の下面に傷が生じると、結果として製品である配線基板の下面にも傷が残り、配線基板の仕上がり外観が悪化するため、配線基板が製品不良となり、歩留まりが低化する場合がある。

上記に鑑み、本発明は、基板の傷付きを低減することによる歩留まりの向上と、基板の反りの抑制を図ることが可能な配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る配線基板の製造方法は、複数の小基板とこの複数の小基板を連結する連結部とを備える製品部と、前記製品部の周縁に位置する周縁部とを有する基板本体の前記小基板に配置されたパッド上にハンダペーストを塗布する塗布工程と、枠体部と、前記枠体部の開口内に配置される半球形状の支持突起と、前記支持突起と前記枠体部とを接続する接続部とを有する台板に、前記枠体部の上面と前記周縁部の下面が当接し、かつ前記支持突起が前記連結部を下方から点支持するように、前記基板本体を載置する載置工程と、凹溝を有する保持治具を用いて、前記基板本体を前記台板に載置した状態で前記基板本体の周縁部と前記台板の枠体部とを前記保持治具の前記凹溝に挿入して前記周縁部の上面と前記枠体部の下面とを挟むことにより、前記基板本体を前記台板に固定する固定工程と、前記台板に固定された前記基板本体を加熱する加熱工程とを具備し、前記支持突起は、前記枠体部の上面と同じ高さを有することを特徴とする。

本発明の一態様に係る配線基板の製造方法によれば、加熱の際に保持治具を用いて基板本体の周縁部と台板の枠体部を固定しているので、基板本体の反りを抑制することができる。また、台板の支持突起が基板本体の連結部を下方から支持した状態で、基板本体を台板に固定しているので、基板本体の反りをより一層抑制することが可能である。
さらに、基板本体が予定の載置位置からずれた位置で台板に固定され、小基板の下面と台板の支持突起が接触する場合であっても、台板の支持突起が基板本体を点で支持しているため、台板と小基板の下面との接触面積が小さく、広範囲にわたる傷の発生を抑制することができる。これにより、配線基板の歩留まりの向上を図ることが可能である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態を説明する。
図１、図２は、配線基板１の第一主面、第一主面とは反対側の第二主面の構成をそれぞれ表す平面図である。図３は、配線基板１の断面の構成を概略的に表す断面図である。図４は、配線基板１の第二主面に形成されたパッド１３周辺の断面構成を表す概略拡大断面図である。

本発明が適用された配線基板１は、外形が約３５ｍｍ×約３５ｍｍ×約１ｍｍの平面視略矩形形状の略板形状である。配線基板１の第一主面には、銅からなるパッド１１、配線基板１の第二主面には、銅からなるパッド１３が配置されている。配線基板１は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂で構成される基体２０と、銅メッキ２１，２２，２６，３３による配線層と、樹脂絶縁層２９，３５と、を備えている。
基体２０の構成材料としては、上述したガラス繊維強化エポキシ樹脂以外に例えば、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等を用いてもよい。
また、基体２０としては、上述した樹脂基板以外に例えば、セラミック基板や、金属基板などを用いてもよい。

配線基板１には、第一主面の中央部（中央の概ね１０ｍｍ四方）に、最上層の配線層として、ＩＣチップの入出力端子の配列パターンに対応する配列で、複数のパッド１１（以下、「ＦＣパッド１１」とも表現する。）が形成されている。また、配線基板１の第二主面には、略全面（概ね３０ｍｍ四方）に分散して複数のパッド１３（以下、「ＢＧＡパッド１３」とも表現する。）が配列されている。ＢＧＡパッド１３は、マザーボード側の端子と接続する接続端子であり、図示しないマザーボードと接続可能となっている。

また、配線基板１の表面には、ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３を構成する銅メッキ２１，２２の一部を露出した状態で、ソルダーレジスト層１５が形成されている。即ち、両面のパッド（ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３）は、配線基板１の最上部のソルダーレジスト層１５に周囲（周縁）を包囲されており、そのソルダーレジスト層１５が形成されていない凹部１６，１７内に位置している。

なお、具体的に、本実施形態の配線基板１では、ＦＣパッド１１の径が概ね１００μｍ程度の大きさになるように、凹部１６を形成している（ただし、搭載するＩＣチップにより大きさは若干異なる。）。そして、ＢＧＡパッド１３の径が概ね５００μｍになるように、凹部１７を形成している。この他、ソルダーレジスト層１５は、ＢＧＡパッド１３表面より概ね２０μｍ高く形成されている。

また、配線基板１の第一主面に配列されたＦＣパッド１１には、フリップチップ実装方式にてＩＣチップを接合するためのＰｂ−Ｓｎ共晶ハンダからなるハンダバンプ１８がソルダーレジスト層１５より突出するようにして形成されている。なお、このハンダバンプ１８は、後述する製造方法により、直接ＦＣパッド１１に接触して、そのＦＣパッド１１の表面を被覆するように形成されている。

また、第二主面に配列されたＢＧＡパッド１３には、ハンダボール（本実施形態ではφ＝６００μｍのものが好ましい）を接合して取り付けるためのＰｂ−Ｓｎ共晶ハンダからなるハンダ層１９が、そのＢＧＡパッド１３の表面を被覆するようにして形成されている。なお、このハンダ層１９は、後述する製造方法により、上面（より詳しくは、頂点）がソルダーレジスト層１５の上面より低い位置となるようにして、ＢＧＡパッド１３に接触するように形成されている（図４参照）。具体的に説明すると、ハンダ層１９は、ソルダーレジスト層１５の上面から１０μｍ程度低い位置にその頂点がくるように形成されている。

次に、上記構成の配線基板１の製造方法について説明する。
図５Ａ〜図５Ｇは、配線基板１の製造工程を表す説明図である。本実施形態においては、基板本体１０１の作製工程（図５Ａ）、洗浄工程（図５Ｂ）、印刷工程（図５Ｃ及び図５Ｄ）、載置工程（図５Ｅ）、固定工程（図５Ｆ）、リフロー工程（図５Ｇ）、切断工程（図示せず）の各工程を経て配線基板１を製造しているため、以下では、この順に各工程について説明する。ただし、基板本体１０１は、周知の方法で作製されているため、ここでは簡単に説明することにする。

図６は、基板本体１０１を簡略化して示す斜視図である。基板本体１０１は、複数の小基板１１７とこの複数の小基板１１７を連結する連結部１１４とを備える製品部１１５と、製品部１１５の周縁に位置する周縁部１２１とで構成されている。小基板１１７は、リフロー工程（図５Ｇ）後の切断工程を経て、配線基板１となる部分である。

基板本体１０１は、その外形が約４００ｍｍ×約４００ｍｍ×約１ｍｍの平面視略矩形の略板形状である。基板本体１０１は、その中央部に製品部１１５を有し、この製品部１１５の周縁に周縁部１２１を有する。このうち製品部１１５は、１０×１０＝１００個（図中では簡略化して１６個）の小基板１１７が連結部１１４を介して連結した連結製品部とされている。各小基板１１７は、その外形が約３５ｍｍ×約３５ｍｍ×約１ｍｍの平面視略矩形状の略板形状である。

基板本体１０１の作製工程では、まず基体２０の両面に、銅箔２５（１０〜１５μｍ程度）を形成する。この後、ドリル等で基体２０にスルーホール（貫通孔）を形成し、銅箔２５が形成された基体２０の両面及びスルーホール内の側面に銅メッキ２６を施して、基体２０の両面の銅メッキ２６をスルーホールを介して接続する。更に、基体２０上の銅メッキ２６表面を粗化し、スルーホールを充填材２７（例えば、エポキシ樹脂）にて充填する。

そして、両面の銅メッキ２６上にエッチングレジスト層（図示せず）を形成し、配線パターンに対応するガラスマスクを用いて露光、現像処理を施すことにより、エッチングレジスト層を一部除去し、更に、このエッチングレジスト層上部からエッチング液を用いてエッチング処理を施すことにより、銅メッキ２６及びそれより下層の上記銅箔２５を一部除去して、銅メッキ２６による配線層（配線パターン）を形成する。

この後、残留するエッチングレジスト層を基体２０から除去して、銅メッキ２６を表面粗化し、この上に絶縁フィルムによる樹脂絶縁層２９を形成する。この樹脂絶縁層２９の形成後、露光、現像により一部の樹脂絶縁層２９を除去してビア３１（孔）を形成し、更に、樹脂絶縁層２９を熱硬化、表面粗化する。そして、樹脂絶縁層２９の表面に所定のパターンのめっきレジストを形成し、選択的に銅メッキ３３を施し、一層目の銅メッキ２６（配線層）に接続するようにして、二層目の配線層（配線パターン）を形成する。また更に、この二層目の配線層が形成された基体２０上に樹脂絶縁層３５を形成する。なお、このような方法（公知のフォトリソグラフィ技術、アディティブ法、サブトラクティブ法など）で銅メッキによる配線層（配線パターン）の形成及び樹脂絶縁層の形成を繰り返すことにより多層に配線層を形成する。

そして、最上層の配線層を形成した後に、その配線層を構成する銅メッキ２１，２２の表面を粗化し、この上に感光性エポキシ樹脂で構成されるソルダーレジスト層１５を形成する。このソルダーレジスト層１５の形成後には、露光、現像により、配列するパッド１１，１３表面のソルダーレジスト層１５のみを選択的に除去して凹部１６，１７を形成し、これにより銅メッキ２１，２２を露出させてソルダーレジスト層１５に周囲を包囲されるパッド１１，１３を形成する。

このパッド１１，１３形成後には、ソルダーレジスト層１５に対して熱硬化、表面粗化などの処理を施す。以上の処理により、ＦＣパッド１１とＢＧＡパッド１３とを下層の配線層を介して電気的に接続する基板本体１０１が完成する。また、このように基板本体１０１が完成した後においては、洗浄工程に処理を移行する。

洗浄工程では、過硫酸ナトリウム溶液にパッド（ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３）の表面を浸すことにより、パッド１１，１３の表面をソフトエッチングし、パッド１１，１３表面の酸化膜などの不純物を除去する。また、硫酸にパッド（ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３）表面を浸すことにより、パッド１１，１３表面を洗浄し、パッド１１，１３表面の酸化膜やその他の不純物などをパッド１１，１３表面から除去する。

なお、この工程は、主に、パッド１１，１３表面を洗浄することにより酸化膜を除去して、ハンダの濡れ性をよくするための工程である。本実施形態では、二種類の溶液（過硫酸ナトリウム溶液及び硫酸）を用いて酸化膜を除去し、不純物をパッド１１，１３表面から除去するようにしているが、いずれか一方の溶液を用いるだけでも酸化膜、不純物の除去は十分可能であり、洗浄工程では、過硫酸ナトリウム溶液による洗浄、硫酸による洗浄、一方だけ行っても良い。

この洗浄工程後には、パッド（ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３）に直接ハンダペースト４１をスクリーン印刷（即ちハンダ印刷）する（印刷工程）。この印刷工程では、まず最初にＦＣパッド１１へのハンダ印刷を行う（第一ハンダ印刷工程）。このＦＣパッド１１へのハンダ印刷では、ＦＣパッド１１に対応する配列パターンの貫通孔を有するメタルマスクが用いられる。尚、貫通孔の開口径及びメタルマスクの厚みは、形成するハンダバンプ１８の形状に合わせて設定されている。

第一ハンダ印刷工程では、基板本体１０１の第二主面１０１ｂを下側にして載置台４３に載置した後に、このメタルマスクを基板本体１０上面（即ち第一主面１０１ａ）に載置し、ハンダペースト４１を、そのメタルマスクの上面から塗布することにより、貫通孔を介して基板本体１０の第一主面１０１ａに形成されたＦＣパッド１１表面にハンダペースト４１を直接印刷する。なお、本実施形態では、上記メタルマスクを用いることにより、ハンダペースト４１の印刷量を、配線基板１完成時のハンダバンプ１８がソルダーレジスト層１５より突出する量に調整している。

この工程を終えると、図５Ｃに示すようにメタルマスクを剥がす。なお、図５Ｃは、ＦＣパッド１１表面へのハンダ印刷後、メタルマスクを剥がした状態での基板本体１０１の態様を表している。そして基板本体１０１を裏返し、第一主面１０１ａを下側にして載置台４３に載置した後に、ＢＧＡパッド１３に対応するパターンの貫通孔４５を有するメタルマスク４７を、基板本体１０１の第二主面１０１ｂに載置し、この後、メタルマスク４７の上面からハンダペースト４１を塗布することにより、貫通孔４５を介して基板本体１０１の第二主面１０１ｂに形成されたＢＧＡパッド１３表面にハンダペースト４１を直接印刷する（第二ハンダ印刷工程）。

なお、図５Ｄは、ＢＧＡパッド１３表面にハンダペースト４１を印刷する際における基板本体１０１の態様を表している。
図７は、ハンダペースト４１の印刷時におけるＢＧＡパッド１３表面の構成を拡大して表した説明図である。

上記ＦＣパッド１１へのハンダ印刷時と同様、第二ハンダ印刷工程においては、ＢＧＡパッド１３用に貫通孔４５の開口径、厚みなどを設定してメタルマスク４７を形成し、そのメタルマスク４７を用いることにより、ハンダペーストの印刷量を、配線基板１完成時のハンダ層１９の上面がソルダーレジスト層１５上面より低くなる量に調整している。

また、上記載置台４３は、基板本体１０１の第一主面１０１ａのＦＣパッド１１が形成された中央部に接触しないようにして、ＦＣパッド１１が形成されていない基板本体１０１の端部を支持する構成にされており、本実施形態では、この載置台４３を用いて、ＦＣパッド１１、ＢＧＡパッド１３の順にハンダ印刷を行うことにより、ＦＣパッド１１側に印刷されたハンダペースト４１を崩さずに両面のハンダ印刷を行うようにしている。

なお、第二ハンダ印刷工程において、メタルマスク４７を、ＢＧＡパッド１３が露出された基板本体１０１の第二主面１０１ｂに載置する際に、貫通孔４５を、ＢＧＡパッド１３から所定距離ずらすようにして、基板本体１０１の第二主面１０１ｂに配置し、印刷をしてもよい（いわゆるオフセット印刷）。図８は、第二ハンダ印刷工程においてオフセット印刷をした場合の説明図である。ＢＧＡパッド１３の一部をハンダペースト４１が印刷された被印刷部とし、残部を露出させたまま残す露出部とする。ハンダペースト４１の印刷後にメタルマスク４７を基板本体１０１の第二主面１０１ｂから取り除くと、その第二主面１０１ｂは、貫通孔４５に対応したＢＧＡパッド１３及びソルダーレジスト層１５表面に、ハンダペースト４１が印刷された状態になる。
このオフセット印刷という手法によれば、リフロー時にハンダペーストがＢＧＡパッド１３全面に広がるように流動し、ハンダペースト内に閉じこめられていた空気がそのハンダペーストの流動と共に外部に吐き出されるので、ハンダ層１９内にボイドが発生するのを抑制することができる。これにより、リフロー時のボイドの破裂によるハンダ粒子の発生等を低減することができる。

次に、リフロー炉内での加熱の際に、基板本体１０１を載置する台板ＤＴ１を用意する。
図９は台板ＤＴ１を表す斜視図である。また、図１０は、台板ＤＴ１を、図９のＡ−Ａに沿って切断した状態を表す断面図である。
台板ＤＴ１は、ステンレスからなり、その外形が約４００ｍｍ×約４００ｍｍ×約３ｍｍであり、基板本体１０１と外周形状が同じである。台板ＤＴ１は、枠体部ＤＴＳと、支持突起ＤＴＢと、接続部ＤＴＷとで構成されている。枠体部ＤＴＳと、接続部ＤＴＷと、支持突起ＤＴＢは、一体的に構成されている。台板ＤＴ１は、ステンレス製の基板を、機械で削り出すことで作成できる。

枠体部ＤＴＳは、平面視で外周、内周が共に略正方形の枠形状の板形状である。枠体部ＤＴＳの外周は、基板本体１０１の外周と一致し、枠体部ＤＴＳの内周は、基板本体１０１の製品部１１５の外周(すなわち基板本体１０１の周縁部１２１の内周)よりも大きい。したがって、それぞれの外周が重なるように基板本体１０１を台板ＤＴ１上に載置した場合、枠体部ＤＴＳの上面は、基板本体１０１の周縁部１２１の下面と当接し、製品部１１５の下面には当接しない。
接続部ＤＴＷは、枠体部ＤＴＳと支持突起ＤＴＢとを接続するものであり、枠体部ＤＴＳの内側面の下側同士を結ぶように格子状に形成されている。接続部ＤＴＷの厚みは、枠体部ＤＴＳの厚みよりも薄くなっている。

支持突起ＤＴＢは、枠体部ＤＴＳの開口１５０内であって、格子状に形成された接続部ＤＴＷの交差する部位上にそれぞれ配置され、上方に向かって突出する半球状のものである。支持突起ＤＴＢは、その上部に位置する頂点が枠体部ＤＴＳの上面と同じ高さである。支持突起ＤＴＢは、それぞれの外周が重なるように基板本体１０１を台板ＤＴ１上に載置した場合、基板本体１０１の連結部１１４の下面と点接触（言い換えれば、連結部１１４の下面を点支持）する位置に形成されている。
支持突起ＤＴＢの形状としては、載置される基板本体１０１下面の傷の発生を防止する観点から、基板本体１０１の下面と点接触する上端部分が丸められたものが好ましく、上述した半球形状以外に、例えば、円錐の頂点を丸めた先細り形状を挙げることができる。
なお、本実施形態では、複数の支持突起ＤＴＢを、格子形状の接続部ＤＴＷの交差する部位上に配置しているが、支持突起ＤＴＢは、この交差部位以外の他の部位に配置してもよい。リフロー時の基板本体１０１の反りを有効に抑制する観点から、本実施形態のように、複数の支持突起ＤＴＢを製品部１１５の連結部１１４に分散して配置することが好ましい。

台板ＤＴ１には、接続部ＤＴＷによって区分される貫通孔ＤＴＨが、基板本体１０１の小基板１１７と同数（１００個（図中では簡略化して１６個））設けられ、基板本体１０１を載置したときに製品部１１５と対応する位置（中央部）に配置されている。貫通孔ＤＴＨは、リフロー時の熱効率をよくするためのものである。具体的には、各貫通孔ＤＴＨは、約３２ｍｍ×約３２ｍｍの平面視略矩形状であり、基板本体１０１を載置したときに小基板１１７と対応する位置であって、ハンダ層１９が多数形成されるハンダ層領域を厚さ方向に投影したハンダ層投影領域が孔内に位置するように形成されている。

なお、台板ＤＴ１の構成材料としては、上述したステンレス以外に、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタンなどを用いてもよい。

次に、それぞれの外周が重なるように基板本体１０１を台板ＤＴ１上に載置する（載置工程）。図５Ｅは、台板ＤＴ１に基板本体１０１を載置した様子を示している。ＦＣパッド１１表面にハンダペースト４１が印刷されている基板本体１０１の第一主面１０１ａを上にして台板ＤＴ１に載置している。

基板本体１０１の第一主面１０１ａを上にして台板ＤＴ１に載置する理由を、以下に述べる。ソルダーレジスト層１５は、流出してきたハンダを弾く程度にハンダ濡れ性が悪いため、ハンダレジスト層として機能しハンダの流出を抑制する。しかし、ハンダバンプ１８はソルダーレジスト層１５から突出し、ソルダーレジスト層１５を乗り越えて形成されるため、ソルダーレジスト層１５によるハンダ流出の抑制効果が十分でない場合がある。そのため、基板本体１０１の第一主面１０１ａを下にして台板ＤＴ１に載置すると、ＦＣパッド１１表面の加熱溶融したハンダが垂れて落ちたり、ハンダが流れて隣り合うＦＣパッド１１のハンダ同士が接触したりするおそれがあるので、基板本体１０１の第一主面１０１ａを上にして台板ＤＴ１に載置している。

次に、基板本体１０１を台板ＤＴ１に保持する保持治具ＨＪを４個用意する（図５Ｆ参照）。保持治具ＨＪは、ステンレスからなる厚さ約１ｍｍの金属板をコ字状に加工したものである。従って、対向する内側面がいずれも平面をなした凹溝ＨＪＭを有する。保持治具ＨＪの外形は、幅が約６．５ｍｍ、奥行きが約１０ｍｍ、長さが約３８０ｍｍである。また、凹溝ＨＪＭは、幅が約４．５ｍｍ、深さが約９ｍｍである。なお、保持治具ＨＪは、アルミニウム合金やマグネシウム合金、耐熱性樹脂等からなるものを使用してもよい。

次に、保持治具ＨＪを用いて、基板本体１０１を台板ＤＴ１に載置した状態で固定する（固定工程）。図５Ｆは、基板本体１０１及び台板ＤＴ１に保持治具ＨＪを付けた状態を示している。基板本体１０１を台板ＤＴ１に載置した状態で基板本体１０１の周縁部１２１と台板ＤＴ１の枠体部ＤＴＳとを保持治具ＨＪの凹溝ＨＪＭに挿入して、基板本体１０１の周縁部１２１の上面と枠体部ＤＴＳの下面とを挟むことにより、基板本体１０１を台板ＤＴ１上に固定する。具体的には、これらの周縁部１２１及び枠体部ＤＴＳのうち４辺をそれぞれ保持治具ＨＪの凹溝ＨＪＭに一緒に挿入する。

なお、本実施形態では、基板本体１０１の外周の大部分を保持治具ＨＪに挿入し台板ＤＴ１に固定しているが、外周の大部分である必要はなく、外周の一部であっても良い。外周の一部のみを保持治具ＨＪに挿入した場合であっても、加熱時に基板本体１０１に反りが生じるのを抑制することができるからである。

この後、リフロー工程において、両面がハンダ印刷された基板本体１０１を図５Ｇに示すようにＦＣパッド１１表面にハンダペースト４１が印刷されている基板本体１０１の第一主面１０１ａを上にしてリフロー炉内に収容して加熱する。
図１１は、保持治具ＨＪを付けた基板本体１０１及び台板ＨＪをリフロー炉ＲＦに入れた様子を示す説明図である。基板本体１０１を、所定の間隔をあけて２列に並べられた搬送チェーン（支持部材）ＳＪに載せて搬送する。具体的には、基板本体１０１を上側にし、保持治具ＨＪを付けた基板本体１０１及び台板ＤＴ１を、搬送チェーンＳＪの突起部に架設しつつ搬送する。そして、この状態のまま基板本体１０１をリフロー炉ＲＦに入れ、ハンダペースト４１を加熱してリフローすることにより、ＦＣパッド１１表面にフリップチップ実装用のハンダバンプ１８を形成し、ＢＧＡパッド１３にハンダボール取付用のハンダ層１９を形成する。なお、このリフロー時において、ハンダペースト４１は、上記洗浄工程でのパッド１１，１３表面の酸化膜除去により、良好にパッド１１，１３表面全体に濡れ広がり、上記構成のハンダバンプ１８及びハンダ層１９を形成する。

ハンダ層（ハンダバンプ１８、ハンダ層１９）を備えた基板本体１０１を、小基板１１７ごとに切断することで多数の配線基板１を一度に得ることができる。
以上のような工程を経て配線基板１は完成する。

なお、このように製造された配線基板１のＦＣパッド１１には、周知の技法にて、ＩＣチップ（図示せず）が載置された状態で、ハンダバンプ１８が溶解され、これによりＩＣチップがＦＣパッド１１に接合される。この他、配線基板１のＢＧＡパッド１３には、ハンダボール（図示せず）が載置された状態で、ハンダ層１９が溶解され、これによりハンダボールがＢＧＡパッド１３に接合される。また同時に、ハンダボールはマザーボード（図示せず）等の入出力端子と接合され、これにより配線基板１は、マザーボード等に接合される。

本実施形態の配線基板１の製造方法によれば以下の利点（効果）を得ることができる。

本実施形態の製造方法では、基板本体１０１の周縁部１２１が保持治具ＨＪにより台板ＤＴ１の枠体部ＤＴＳに固定されている。そのため、リフロー工程における基板本体１０１の反りを抑制することができる。これにより、ハンダバンプ１８や、ＢＡＧパッド１３のコポラナリティが良好となるので、ハンダバンプ１８にＩＣチップの各端子を接続したときや、ＢＡＧパッド１３にマザーボード等の他の基板を接続したときに、これらの間での接続不良を抑制できる。図１６に示すように、一般に、リフロー炉で加熱された従来の基板本体は、その周縁部が上側に向くように変形しようとする。これに対して、本実施形態では、基板本体１０１の周縁部１２１が保持治具ＨＪにより枠体部ＤＴＳに固定されているので、基板本体１０１の反りを抑制することができる。
また、台板ＤＴ１の支持突起ＤＴＢが、基板本体１０１の連結部１１４を下方から支持しているので、リフロー工程における基板本体１０１の反りをより一層抑制することが可能である。

また、基板本体１０１が予定の載置位置からずれた位置で台板ＤＴ１に固定され、小基板１１７の下面に支持突起ＤＴＢの上端が接触する場合であっても、台板ＤＴ１の支持突起ＤＴＢは基板本体１０１の下面を点で支持している。そのため、台板ＤＴ１と小基板１１７の下面との接触面積が小さいので、広範囲にわたる傷の発生を抑制することができる。これにより、配線基板１の製造歩留まりの向上を図ることが可能である。
また、支持突起ＤＴＢは、格子状に形成された接続部ＤＴＷの交差する部位上にのみ分散して配置されている。そのため、複数の支持突起ＤＴＢと基板本体１０１の製品部分１１５との全接触面積が小さいため、小基板１１７の下面の傷の発生を低減することができる。これにより、配線基板１の製造歩留まりの向上をさらに図ることが可能である。
また、支持突起ＤＴＢが半球形状であり、基板本体１０１の下面１０１ｂと点接触する上端部分が丸められているため、基板本体１０１の下面１０１ｂ（小基板１１７の下面）の傷の発生を防止することができる。これにより、配線基板１の製造歩留まりの向上をさらに図ることが可能である。

また、本実施形態では、リフロー工程において基板本体１０１の第二主面１０１ｂが下になるように配置してハンダバンプ１８及びハンダ層１９を形成する際に、ＢＧＡパッド１３表面に配置されるハンダ層１９をソルダーレジスト層１５の高さよりも低く形成している。そのため、ＢＧＡパッド１３表面から凹部１７の外への溶融したハンダの流れ出しや垂れ落ちを抑制することができる。ソルダーレジスト層１５は、流出してきたハンダを弾く程度にハンダ濡れ性が悪いので、ハンダレジスト層として機能しハンダの流出を抑制する。ハンダ層１９はソルダーレジスト層１５の高さよりも低く形成されるので、ソルダーレジスト層１５がハンダレジスト層として機能し、凹部１７の外へのハンダの流出を抑制することができる。

また、本実施形態では、洗浄工程においてＢＧＡパッド１３表面を洗浄することにより酸化膜を除去して、ハンダの濡れ性をよくしている。そのため、リフロー工程の際に、基板本体１０１の下面側に印刷されているＢＧＡパッド１３表面のハンダペースト４１が加熱溶融して、凹部１７の外へハンダが流れ出したり、垂れ落ちたりすることを抑制することができる。

また、本実施形態では、台板ＤＴ１の支持突起ＤＴＢは、載置された基板本体１０１の製品部１１５を点で支持し、また、格子状に形成された接続部ＤＴＷの交差する部位上にに分散して配置されている。そのため、台板ＤＴ１と基板本体１０１の製品部分１１５との全接触面積が小さい。これにより、リフロー工程の際に、基板本体１０１の下面のＢＧＡパッド１３表面から凹部１７の外へ一時的に流れ出した溶融ハンダが、ハンダ濡れ性の高い台板ＤＴ１と接触して台板ＤＴ１を伝わって流れ出ることを抑制できる。
また、台板ＤＴ１と基板本体１０１の製品部分１１５との全接触面積が小さいため、基板本体１０１が予定の載置位置からずれた位置で台板ＤＴ１に固定された場合や、第二ハンダ印刷工程においてオフセット印刷した場合にも、基板本体１０１の下面（第二主面１０１ｂ）において溶融したハンダがハンダ濡れ性の高い台板ＤＴ１と接触して台板ＤＴ１を伝わって流れ出ることを抑制できる。

また、本実施形態では、前述したように、リフロー工程の際に、基板本体１０１の下面側（第二主面１０１ｂ）に印刷されているハンダペースト４１が加熱溶融して、凹部１７の外へハンダが流れ出したり、垂れ落ちたりすることを抑制できる。これにより、一回の加熱で基板本体１０１の両面にハンダ層（ハンダバンプ１８及びハンダ層１９）を形成できるので、配線基板１の生産性の向上や製造コストの低減を図ることができ、また、配線基板１の熱劣化を抑制することができる。

また、本実施形態では、ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３上に、配線基板の製造方法において一般的に形成されるニッケルメッキ層を形成していない。そのため、フリップチップ実装時やハンダボール取付時において、ニッケルがハンダ内部に拡散して、ニッケルメッキ層とハンダ（ハンダバンプ１８やハンダ層１９）との境界に、脆いニッケルとスズによる金属間化合物が形成されることを防止できる。これにより、ＩＣチップとＦＣパッド１１、又はハンダボールとＢＧＡパッド１３との間の接合強度を向上させることができる。
また、本実施形態では、ＦＣパッド１１上にハンダバンプ１８、ＢＧＡパッド１３上にハンダ層１９を形成しているので、パッド１１，１３表面の酸化を効果的に抑制することができる。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態を説明する。
図１２は、本実施形態で用いられる台板ＤＴ２を表す斜視図である。図９に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態の配線基板１の製造方法は、第１の実施形態とは、リフロー工程（載置工程、配置工程も）において基板本体１０１を載置する台板に、枠体部ＤＴＳからなる台板ＤＴ２を用いた点で相違している。

本実施形態の配線基板１の製造方法によれば以下の利点（効果）を得ることができる。

本実施形態の製造方法では、基板本体１０１が予定の載置位置からずれた位置で台板ＤＴ２に固定された場合であっても、台板ＤＴ２は枠体部ＤＴＳのみで構成され、基板本体１０１の製品部１１５の下面と接触する部位がない。そのため、台板ＤＴ２と製品部１１５の下面との接触を確実に防止することができる。これにより、基板本体１０１の小基板１１７の下面の傷の発生を防止でき、配線基板１の歩留まりの向上を図ることが可能である。
また、本実施形態では、台板ＤＴ２と製品部１１５の下面とが接触しないため、小基板１１７下面の傷の発生や、リフロー工程において基板本体１０１の下面（第二主面１０１ｂ）で加熱溶融したハンダが、台板ＤＴ２を伝わって流れ出ることを確実に防止できる。そのため、基板本体の製品部の連結部の幅を狭くしたり、或いは連結部を設けずに小基板を隙間なく配置することができるので、基板本体内により多くの小基板を配置でき、配線基板１の歩留まりをさらに向上させることが可能である。
また、本実施形態では、台板ＤＴ２と製品部１１５の下面との接触を確実に防止できるため、リフロー工程において基板本体１０１の下面（第二主面１０１ｂ）で溶融したハンダが、台板ＤＴ２を伝わって流れ出ることを確実に防止できる。そのため、第二ハンダ印刷工程においてオフセット印刷を行って、ハンダ層１９内のボイドの発生を抑制することが容易である。

本実施形態の製造方法においても、基板本体１０１の周縁部１２１が保持治具ＨＪにより枠体部ＤＴＳに固定されているため、前述したように、リフロー工程における基板本体１０１の反りを抑制することができる。

また、本実施形態においても、リフロー工程においてハンダバンプ１８及びハンダ層１９を形成する際に、基板本体１０１の下面のＢＧＡパッド１３表面に配置されるハンダ層１９をソルダーレジスト層１５の高さよりも低く形成している。また、洗浄工程おいてＢＧＡパッド１３表面を洗浄することにより酸化膜を除去して、ハンダの濡れ性をよくしている。また、台板ＤＴ２は、基板本体１０１の製品部分１１５と接触せず、基板本体１０１の下面（第二主面１０１ｂ）において溶融したハンダがハンダ濡れ性の高い台板ＤＴ２と接触して台板ＤＴ２を伝わって流れ出ることを防止している。
そのため、前述したように、リフロー工程の際に、基板本体１０１の下面側に印刷されているＢＧＡパッド１３表面のハンダペースト４１が溶融して、凹部１７の外へハンダが流れ出したり、垂れ落ちたりすることを抑制できる。これにより、一回の加熱で基板本体１０１の両面にハンダ層（ハンダバンプ１８及びハンダ層１９）を形成できるので、配線基板１の生産性の向上や製造コストの低減を図ることができ、また、配線基板１の熱劣化を抑制することができる

また、本実施形態においても、ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３上に、ニッケルメッキ層を形成していない。そのため、前述したように、ＩＣチップとＦＣパッド１１、又はハンダボールとＢＧＡパッド１３との間の接合強度を向上させることができる。
また、本実施形態においても、ＦＣパッド１１上にハンダバンプ１８、ＢＧＡパッド１３上にハンダ層１９を形成しているので、パッド１１，１３表面の酸化を効果的に抑制することができる。

（変形例）
以上の第１、第２の実施形態の製造方法では、洗浄工程後にＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３上に直接ハンダペースト４１を印刷する印刷工程を行い、リフロー工程を経てハンダバンプ１８、ハンダ層１９を形成している。
これに対して、洗浄工程後に、Ａｕメッキ工程にて、ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３に対して直接Ａｕメッキを施してＡｕメッキ層（例えば、２０ｎｍ〜２００ｎｍ）を形成させ、このＡｕメッキ工程後に、このＡｕ層上に直接ハンダペースト４１をスクリーン印刷（即ちハンダ印刷）する印刷工程に移行してもよい。

このようにＡｕ層を形成することで、Ａｕメッキ工程後の工程中における、酸化されやすい銅製のパッド１１，１３表面の酸化を効果的に抑制することが可能になる。そのため、この酸化抑制により、ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３表面上にハンダ層（ハンダバンプ１８、ハンダ層１９）を、ハンダ濡れ性を高めた状態で形成させることが可能となる。ハンダ濡れ性を高めた結果、リフロー工程の際に、基板本体１０１の下面側に印刷されているＢＧＡパッド１３表面のハンダペースト４１が溶融して、凹部１７の外へハンダが流れ出したり、垂れ落ちたりすることをさらに抑制することが可能となる。また、従来のようにＮｉメッキ層を形成させないため、パッド（ＦＣパッド１１及びＢＧＡパッド１３）とハンダ層（ハンダバンプ１８、ハンダ層１９）との接合強度等の接合性を有為に確保することが可能となる。

なお、Ａｕ層の層厚は、例えば、２０ｎｍ〜２００ｎｍといった程度であるので、リフローにてハンダ層を形成した後には、Ａｕの過度の流れによりＡｕ層自体の消滅や、パッド１１，１３表面を部分的に被覆する形でのみＡｕ層が残存するといった形態となる場合もある。このような場合であっても、従来のようなＮｉメッキ層を形成させないことによる効果や、Ａｕ層を形成させる主要な目的である、ハンダ層を形成させるまでのパッド表面の酸化を抑制すること自体は同様に機能させることができる

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態では、基板本体１０１の第二主面１０１ｂを台板ＤＴ１、ＤＴ２側に向けて、基板本体１０１を台板ＤＴ１、ＤＴ２に載置しているが、例えばパッド１１表面に印刷されたハンダペーストの量が少ない等の理由により、パッド１１表面からの溶融したハンダの流れ出しや垂れ落ちを抑制できる場合には、第一主面１０１ａを台板ＤＴ１、ＤＴ２に向けて、基板本体１０１を台板ＤＴ１、ＤＴ２に載置することもできる。

また、保持治具ＨＪの凹溝ＨＪＭの幅が、基板本体１０１と台板ＤＴ１、ＤＴ２を合わせた厚さに比べて極端に広い場合には、ステンレスやアルミニウム合金、マグネシウム合金、耐熱性樹脂等からなるスペーサー（平板）を挟んで基板本体１０１の周縁部１２１と台板ＤＴ１、ＤＴ２の周縁部ＤＴＳを保持するとよい。このような形態をとっても、基板本体１０１に生じる反りを抑制することができる。

また、上記実施形態では、パッド１１，１３の両方に、ハンダ層（ハンダバンプ１８やハンダ層１９）を形成したが、パッド１１だけに形成してもよいし、パッド１３だけに形成してもよい。

また、ハンダバンプ１８及びハンダ層１９には、Ｓｎ−ＡｇやＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ等の共晶ハンダを用いてもよい。

本発明の実施形態に係る配線基板の第一主面の構成を表す平面図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の第二主面の構成を表す平面図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の断面の構成を概略的に表す断面図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の第二主面に形成されたＢＧＡパッド周辺の断面構成を表す概略拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の製造工程を表す説明図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の製造工程を表す説明図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の製造工程を表す説明図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の製造工程を表す説明図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の製造工程を表す説明図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の製造工程を表す説明図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の製造工程を表す説明図である。 本発明の実施形態に係る基板本体を簡略化して示す斜視図である。 ハンダペーストの印刷時におけるＢＧＡパッド表面の構成を拡大して表した説明図である。 第二ハンダ印刷工程においてオフセット印刷をした場合の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る台板を表す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る台板を、図９のＡ−Ａに沿って切断した状態を表す断面図である。 保持治具を付けた基板本体及び本発明の実施形態に係る台板をリフロー炉に入れた様子を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る台板を表す斜視図である。 従来形態に係る台板を表す斜視図である。 従来形態に係る基板本体を簡略化して示す斜視図である。 従来形態に係る基板本体及び台板に保持治具を付けた状態を示す説明図である。 従来形態に係る配線基板の製造方法に関し、製造後の基板本体の様子を示す説明図である。

符号の説明

１…配線基板、１１…パッド（ＦＣパッド）、１３…パッド（ＢＧＡパッド）、１８…ハンダバンプ、１９…ハンダ層、１０１…基板本体、１０１ａ…第一主面、１０１ｂ…第二主面、１１４…連結部、１１５…製品部、１１７…小基板、１２１…周縁部、１５０…開口、ＤＴ１，ＤＴ２…台板、ＤＴＳ…枠体部、ＤＴＢ…支持突起、ＤＴＷ…接続部、ＤＴＨ…貫通孔、ＨＪ…保持治具、ＨＪＭ…凹溝、ＳＪ…支持部材。

Claims (2)

1. 複数の小基板とこの複数の小基板を連結する連結部とを備える製品部と、前記製品部の周縁に位置する周縁部とを有する基板本体の前記小基板に配置されたパッド上にハンダペーストを塗布する塗布工程と、
   枠体部と、前記枠体部の開口内に配置される半球形状の支持突起と、前記支持突起と前記枠体部とを接続する接続部とを有する台板に、前記枠体部の上面と前記周縁部の下面が当接し、かつ前記支持突起が前記連結部を下方から点支持するように、前記基板本体を載置する載置工程と、
   凹溝を有する保持治具を用いて、前記基板本体を前記台板に載置した状態で前記基板本体の周縁部と前記台板の枠体部とを前記保持治具の前記凹溝に挿入して前記周縁部の上面と前記枠体部の下面とを挟むことにより、前記基板本体を前記台板に固定する固定工程と、
   前記台板に固定された前記基板本体を加熱する加熱工程とを具備し、
   前記支持突起は、前記枠体部の上面と同じ高さを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 前記パッドが、前記基板本体の第一主面に配置された第１のパッドと、前記基板本体の前記第一主面とは反対側の第二主面に配置された第２のパッドとを有することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。

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