JP5021473B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
導体回路と層間樹脂絶縁層とが交互に積層されてなるとともに、異なる層に位置する導体回路同士がバイアホールを介して電気的に接続されてなるビルドアップ層を有し、そのビルドアップ層の最も外側に位置する層間樹脂絶縁層と最も外側に位置する導体回路を被覆してソルダーレジスト層が形成され、そのソルダーレジスト層に設けた開口部から露出する前記導体回路の一部を、電子部品を実装するための導体パッドとして形成し、その導体パッド上に半田バンプを形成してなるプリント配線板を製造する方法において、
前記ソルダーレジスト層の表面を、少なくとも電子部品実装領域において平坦化処理する工程と、
前記導体パッドを200μm以下のピッチで配設する工程と、
前記ソルダーレジスト層に、その上面における開口径D1が底面における開口径D2よりも大きいテーパ形状に開口部を形成する工程と、
前記開口部を介して前記導体パッド上に半田ボールを搭載する工程と、
前記搭載した半田ボールをリフロー処理して前記半田バンプを形成する工程と、
を具え、
前記半田バンプ径Wと、前記ソルダーレジスト層に設けた開口部の、前記上面における開口径D1に等しい開口径Dとの比(W/D)を、1.04〜1.26の範囲としたことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
前記半田ボールを搭載する工程は、
ボール整列用マスクの上方に、該ボール整列用マスクに対向する開口を備える筒部材を位置させ、その筒部材で空気を吸引することによって筒部材直下のボール整列用マスク上に前記半田ボールを集合させる工程と、
前記筒部材を水平方向に移動させることによって、前記ボール整列用マスクの開口を介して前記導体パッド上に前記半田ボールを落下させる工程と、
を具えている。
さらに、「算術平均粗さ」とは、JIS B0601で規定された算術平均粗さ(Ra)のことを意味する。
図2は、図1に示すプリント配線板にICチップを実装し、ドータボードに載置した状態を示す断面図である。
図3A〜3Cは、プリント配線板上に半田バンプを形成する工程を説明する図である。
図4A〜4Bは、半田ボール搭載装置の構成を示す概略図である。
図5Aは、プリント配線板の位置決めを説明するための概略図、図5Bは、搭載筒への半田ボールの供給を説明するための概略図である。
図6Aは、搭載筒による半田ボールの集合を説明するための概略図、図6Bは、搭載筒による半田ボールの集合、誘導を説明するための概略図である。
図7Aは、半田ボールの接続パッド上への落下を説明するための概略図、図7Bは、吸着ボール除去筒による半田ボールの除去を説明するための概略図である。
図8は、ソルダーレジスト層表面の最大粗さを説明するための概略図である。
図9は、本発明における半田バンプ径(W)とソルダーレジスト層開口径(D)との関係を説明するための概略図である。
図10Aは、ソルダーレジスト層開口が断面矩形である場合の半田バンプとソルダーレジスト層表面との境界付近のバンプ形状を説明するための概略図であり、図10Bは、ソルダーレジスト層開口が断面台形である場合の半田バンプとソルダーレジスト層表面との境界付近のバンプ形状を説明するための概略図である。
図11A〜11Bは、接続パッドとしてのフィルドビア表面の凹凸を説明するための概略図である。
図12A〜12Bは、接続パッド領域を説明するための概略図である。
その理由は、最大表面粗さが0.8〜3.0μmの範囲内では、導体パッド付近のソルダーレジストにクラックが生じにくかったり、アンダーフィル内に空気(ボイド)を巻き込んだりしないからである。この結果、絶縁信頼性や接続信頼性が向上する。
その理由は、算術平均粗さ(Ra)を0.2〜0.5μmの範囲内とすることで、アンダーフィルとの密着性を高めたり、ソルダーレジスト表面にフラックス残渣や洗浄残渣が残りにくくなったりするからである。その結果、絶縁信頼性や接続信頼性が向上する。
まず、プリント配線板10の上面側のソルダーレジスト層70に設けた開口71に形成した導体パッド、即ち、接続パッド75を被覆するフラックス層80を印刷法によって形成する(図3A参照)。
半田バンプのピッチは、即ち、接続パッドのピッチであり、この接続パッドのピッチが60μm未満となると、そのピッチに適した半田ボールを製造するのが困難になるからである。一方、接続パッドのピッチが200μmを越えると、挟ピッチ化対応のプリント配線板を得ることができないからである。
図4Aは、半田ボール搭載装置の構成を示す構成図であり、図4Bは、図4Aの半田ボール搭載装置を矢印B側から見た矢視図である。
(1)プリント配線板の位置認識および補正
図5Aに示すように、プリント配線板10のアライメントマーク34Mをアライメントカメラ46により認識し、ボール整列用マスク16に対してプリント配線板10の位置をXYθ吸引テーブル14によって補正する。即ち、ボール整列用マスク16の開口16aがそれぞれプリント配線板10の接続パッド75に対応するように位置調整する。なお、ここでは、図示の便宜上、1枚分のプリント配線板10のみを示しているが、実際には、複数枚のプリント配線板を構成するワークシートサイズのプリント配線板に対して半田ボールが搭載され、半田バンプの形成後に個片の多層プリント配線板に切り分けられる。
図5Bに示すように、半田ボール供給装置22から半田ボール78sを搭載筒24側へ定量供給する。ここで、半田ボールとしては、市販品(例えば日立金属社製)を使ってもよいし、特開2001−226705に記載された製造装置および製造方法に従って製造してもよい。
図6Aに示すように、ボール整列用マスク16の上方に、該ボール整列用マスクとの所定のクリアランス(例えば、ボール径の50%〜300%)を保って搭載筒24を位置させ、その吸引部24Bから空気を吸引することで、搭載筒とプリント配線板間の隙間の流速を5m/sec〜35m/secにして、当該搭載筒24の開口部24A直下のボール整列用マスク16上に半田ボール78sを集合させる。
図7Bに示すように、搭載筒24により余剰の半田ボール78sをボール整列用マスク16上に開口16aの無い位置まで誘導した後、半田ボール除去筒61により吸引除去する。
XYθ吸引テーブル14からプリント配線板10を取り外す。
以上説明したような半田ボール搭載方法および半田ボール搭載装置20によれば、ボール整列用マスク16の上方に搭載筒24を位置させ、該搭載筒24の上部にある吸引部24Bから空気を吸引することによって、半田ボール78sを集合させ、搭載筒24を水平方向に移動させることによって、集合させた半田ボール78sをボール整列用マスク16の上を移動させ、ボール整列用マスク16の開口16aを介して、半田ボール78sをプリント配線板10の接続パッド75へ落下させることができる。
また、製品の平面度に依存しないので、表面に起伏の多いプリント配線板でも半田ボールを接続パッドに適切に載置させることができる。
(1)プリント配線板の作製
出発材料として両面銅張積層板(例えば、日立化成工業株式会社製、商品名「MCL−E−67」)を用い、この基板に周知の方法でスルーホール導体及び導体回路を形成した。その後、周知の方法(例えば、2000年6月20日 日刊工業新聞社発行の「ビルドアップ多層プリント配線板」(高木清著)に記載)により、層間絶縁層と導体回路層とを交互に積層し、最外層の導体回路層において、厚み:20μm、直径(接続パッド径):120μm、ピッチ:150μm、個数:50×40(個)(格子状配置)からなるICチップ実装用接続パッド群を150mm2の接続パッド領域内に形成した。
また、接続パッドの大きさ、ピッチ、数、配置を変更する場合は、めっきレジストのパターン(開口径、ピッチ、配置等)を変更することによって行う。
(印刷条件)
ソルダーレジストインク:商品名「RPZ−1」、日立工業社製
インク粘度:45±15Pa・s
スクリーン版:ポリエステル繊維製(100〜130メッシュ)
スキージ速度:100〜200mm/秒
この参考例では、ソルダーレジスト層を厚さ16μmに形成した。
(水平型現像装置)
水平型現像装置としては、基板を現像処理ゾーンに搬入し、現像処理ゾーンを搬送するコンベアと、基板の上下に位置し、スプレー噴霧圧力を調整できる複数のスプレーノズルとを備えた水平搬送現像装置を用いる。
(1)スプレーの種類:スリットノズル(直線状に液を噴霧するノズル)もしくはフルコーンノズル(放射状に液を噴霧するノズル)を用いる。
(2)スプレーの揺動:有・無
(3)使用するスプレー面:上面もしくは下面(基板の上方に位置するスプレーで現像する場合は、開口を形成するソルダーレジスト面を上方に向けて水平型現像装置に搬入する。基板の下方に位置するスプレーで現像する場合は、開口を形成するソルダーレジスト面を下方に向けて水平型現像装置に搬入する。)
(4)スプレー嘖霧圧力:0.05〜0.3MPa
(5)現像液:5〜15g/Lの炭酸ナトリウム(Na2CO3)溶液
(6)現像時間:10〜300秒
前記(1)において作製したプリント配線板の表面(IC実装面)に、市販のロジン系フラックスを塗布し、その後、半田ボール搭載装置の吸着テーブルに搭載し、プリント配線板およびボール整列用マスクのアライメントマークをCCDカメラを用いて認識し、プリント配線板とボール整列用マスクとのを位置合わせを行う。
なお、ボール整列用マスクに形成する開口径は、使用するボールの径に対して1.1〜1.5倍が好ましく、ボール整列用マスクの厚みは使用する半田ボールの径(直径)の1/2〜3/4が好ましい。
この参考例では、Sn/Pb半田(Sn/Pb=63:37)からなる直径85μmの半田ボール(日立金属社製)を搭載した。
その後、搭載筒を移動速度10〜40mm/secで移動して半田ボールを転動させ、ボール整列用マスクの開口部から半田ボールを落下させて接続パッド上に半田ボールを搭載した。
さらに、ボール整列用マスクの余分な半田ボールを除去したのち、半田ボール整列用マスクとプリント配線板を半田ボール搭載装置から別個に取り外し、最後に、前記プリント配線板を230℃に設定してあるリフローに投入して半田バンプを形成した。
半田バンプの形成後、半田バンプの直径(半田バンプ径)をビーコ社製の「WYKO NT−2000」で測定したところ、84μmであった。
各半田バンプの直径を測定した後、ICチップを半田バンプを介して実装し、ICチップとソルダーレジスト間に市販のアンダーフィル剤を充填してIC実装プリント配線板を製造した。
直径100μmの半田ボールを搭載した以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は、100μmであった。
[参考例3]
直径120μmの半田ボールを搭載した以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は、120μmであった。
[参考例4]
直径140μmの半田ボールを搭載した以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は、135μmであった。
フルコーンノズルを揺動させない状態で用いた以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が85μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成されたが、半田バンプ径は、実施例1と同様に、84μmであった。
これは、半田バンプの体積が、図10Bから分かるように、ソルダーレジスト上に突出した部分が大半を占めるため、ソルダーレジスト開口部の形状には影響されないのではないかと推察される。
また、この実施例では、図10Aに示すようなソルダーレジスト層開口が断面矩形の形状である場合と比べて、図10Bに示すようにソルダーレジスト層開口を断面台形とする、即ち、テーパ形状とすることで、半田バンプとソルダーレジスト層表面との境界部分の形状(点線で囲って示す箇所)が異なることがわかる。
[実施例2]
直径が100μmの半田ボールを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は105μmであった。
直径が120μmの半田ボールを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は128μmであった。
[参考例6]
直径が140μmの半田ボールを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は145μmであった。
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が90μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は94μmであった。
[実施例4]
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例2と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が90μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は113μmであった。
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例5と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が90μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は135μmであった。
[参考例8]
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例6と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が90μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は155μmであった。
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例3と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が100μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は105μmであった。
[実施例6]
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例4と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が100μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は125μmであった。
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例7と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が100μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は150μmであった。
[参考例10]
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例8と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が100μmで、底部開口径が80μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は170μmであった。
接続パッドを形成するためのめっきレジストのパターンを変更し、直径が70μmの接続パッドを100μmピッチで形成し、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、開口径が60μmの開口部(上部開口径=底部開口径)を形成し、直径が63μmの半田ボールを用いた以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は63μmであった。
[参考例12]
直径が70μmの半田ボールを用いた以外は、参考例11と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は75μmであった。
[参考例13]
直径が80μmの半田ボールを用いた以外は、参考例11と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は90μmであった。
[参考例14]
直径が95μmの半田ボールを用いた以外は、参考例11と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は102μmであった。
参考例11と同様に接続パッドの大きさを直径が70μm、そのピッチを100μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が65μm、底部開口径が60μmであるような開口部を形成し、直径が63μmの半田ボールを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は68μmであった。
[実施例8]
参考例11と同様に接続パッドの大きさを直径が70μm、そのピッチを100μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が65μm、底部開口径が60μmであるような開口部を形成し、直径が70μmの半田ボールを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は80μmであった。
参考例11と同様に接続パッドの大きさを直径が70μm、そのピッチを100μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が65μm、底部開口径が60μmであるような開口部を形成し、直径が80μmの半田ボールを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は96μmであった。
[参考例16]
参考例11と同様に接続パッドの大きさを直径が70μm、そのピッチを100μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が65μm、底部開口径が60μmであるような開口部を形成し、直径が95μmの半田ボールを用いた以外は、実施例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は110μmであった。
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例7と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が70μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は73μmであった。
[実施例10]
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例8と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が70μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は88μmであった。
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例15と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が70μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は105μmであった。
[参考例18]
フルコーンノズルを揺動させた状態で用い、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例16と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が70μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は120μmであった。
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例9と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が80μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は84μmであった。
[実施例12]
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例10と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が80μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は100μmであった。
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例17と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が80μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は120μmであった。
[参考例20]
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例18と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が80μmで、底部開口径が60μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は135μmであった。
接続パッドを形成するためのめっきレジストのパターンを変更し、直径が150μmの接続パッドを190μmピッチで形成し、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、開口径が103μmの開口部(上部開口径=底部開口径)を形成し、直径が105μmの半田ボールを用いた以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は108μmであった。
[参考例22]
接続パッドを形成するためのめっきレジストのパターンを変更し、直径が70μmの接続パッドを100μmピッチで形成し、直径が125μmの半田ボールを用いた以外は、参考例21と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は130μmであった。
[参考例23]
直径が155μmの半田ボールを用いた以外は、参考例21と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は155μmであった。
[参考例24]
直径が180μmの半田ボールを用いた以外は、参考例21と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は175μmであった。
参考例21と同様に接続パッドの大きさを直径が150μm、そのピッチを190μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が108μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が105μmの半田ボールを用いた以外は、実施例33と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は113μmであった。
[実施例14]
参考例21と同様に接続パッドの大きさを直径が150μm、そのピッチを190μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が108μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が125μmの半田ボールを用いた以外は、実施例33と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は135μmであった。
参考例21と同様に接続パッドの大きさを直径が150μm、そのピッチを190μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が108μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が155μmの半田ボールを用いた以外は、参考例21と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は162μmであった。
[参考例26]
参考例21と同様に接続パッドの大きさを直径が150μm、そのピッチを190μmとし、ソルダーレジスト層に開口を形成するためのマスクの直径を変更して、上部開口径が108μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が180μmの半田ボールを用いた以外は、参考例21と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は185μmであった。
フルコーンノズルを揺動させることによって、上部開口径が113μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例13と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は118μmであった。
[実施例16]
フルコーンノズルを揺動させることによって、上部開口径が113μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例14と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は140μmであった。
フルコーンノズルを揺動させることによって、上部開口径が113μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例25と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は170μmであった。
[参考例28]
フルコーンノズルを揺動させることによって、上部開口径が113μm、底部開口径が103μmであるような開口部を形成し、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例26と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は192μmであった。
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例15と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が123μmで、底部開口径が103μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は129μmであった。
[実施例18]
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、実施例16と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が123μmで、底部開口径が103μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は129μmであった。
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例27と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が123μmで、底部開口径が103μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は185μmであった。
[参考例30]
ソルダーレジスト面を上方に向け、上方に位置するフルコーンノズルを揺動させ、直径が2μm大きい半田ボールを用いた以外は、参考例28と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、上部開口径が123μmで、底部開口径が103μmであるような台形形状の開口部が形成され、半田バンプ径は210μmであった。
直径が160μmの半田ボールを使用した以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、半田バンプ径は160μmであった。
(参考例32〜79)
導体パッドの数を30,000(接続パッド領域1,200mm2)に変更した以外は、上述した順の参考例1〜30および実施例1〜18と同様にしてプリント配線板を製造した。
(比較例)
直径が60μmの半田ボールを使用した以外は、参考例1と同様にしてプリント配線板を製造した。その結果、ソルダーレジスト開口部に完全に半田を充填できなかった。
実施例1〜18、参考例および比較例にしたがって製造したIC実装プリント配線板において、ICチップを介した特定回路の電気抵抗、即ち、IC実装プリント配線板のICチップ搭載面とは反対側の面に露出し、かつICチップに導通している一対の接続パッド間の電気抵抗を測定し、その値を初期値とした。その後、それらのIC実装プリント配線板に、温度が85℃、湿度が85%の雰囲気に24時間放置した後、−55℃×30分、125℃×30分を1サイクルとし、これを2500回繰り返して行うヒートサイクル試験を行った。500サイクル後、750サイクル後、1000サイクル後、1250サイクル後、1500サイクル後の電気抵抗をそれぞれ測定し、初期値との変化率(100×(測定値−初期値)/初期値(%))を求めた。この試験結果を表1および表2に示した。
参考例32〜79の評価結果は表中に示さなかったが、各参考例と対応する参考例1〜 30および実施例1〜18と同様であった。
次に、実施例1〜18において、ソルダーレジスト層を形成した後、以下のような条件のもとでソルダーレジスト層表面を加熱プレスすることによって、接続パッドの有無に起因したソルダーレジスト層表面の凹凸を小さくする平坦化処理を行った以外は、各実施例と同様にしてIC実装プリント配線板を製造し、実施例19〜36とした。
(プレス条件)
プレス温度: 80度
プレス圧: 5MPa
プレス時間: 2分
測定箇所(測定数は5)は、接続パッドの上方に位置するソルダーレジスト層表面およびそれに隣接する接続パッド非形成部のソルダーレジスト層の表面(図8参照)である。つまり、接続パッドの有無に起因したソルダーレジスト層の凹凸量を測定し、5点測定した結果の最大値(max)、最小値(min)を記載した。これらの測定結果は、表3(平坦化処理前)および表4(平坦化処理後)に示す。
さらに、前記実施例19〜36において、平坦化処理後、以下のような条件のもとでソルダーレジスト層表面に粗化処理を施して、表面に均一な微細凹凸を形成した以外は、各実施例と同様にしてIC実装プリント配線板を製造し、実施例37〜54とした。
(粗化条件)
粗化液: 過マンガン酸カリウム(KMnO4)溶液
濃度: 60g/l
温度: 60℃
浸漬時間: 60秒
さらに、10箇所の各測定点において、基準長を5μmとして平均線から凹凸方向に測定した最も高い山頂と最も低い谷底の間隔をΔとした時、10個のΔの平均値をRmaxと表記した。
但し、表面粗さ測定は、導体回路(パッド)形成領域に対応したソルダーレジスト層表面および導体回路非形成領域に対応したソルダーレジスト層表面のうちのランダムな10点で測定し、導体回路形成領域と導体回路非形成領域との境界付近では測定しなかった。
前記実施例1〜18、実施例19〜36、実施例37〜54にしたがって製造したIC実装プリント配線板について、温度85℃、湿度85%の雰囲気に24時間放置した後、−55℃×30分、125℃×30分を1サイクルとし、これを2500回繰り返して行うヒートサイクル試験を行った。1750サイクル後、2000サイクル後の電気抵抗を測定し、初期値との変化率(100×(測定値−初期値)/初期値(%))を求めた。変化率が±10以内の場合には「良品」と評価し、○印で示し、それ以外の場合を「不良品」と評価し、×印で示した。これらの試験結果は、それぞれ表3〜5に示す。
実施例1〜54および比較例にしたがって製造したIC実装プリント配線板について、独立した半田バンプ間(電気的に接続していない半田バンプ同士)に3.3Vの電圧をかけながら、温度85℃、湿度85%の雰囲気に100時間放置した。放置後、電圧を印加しておいた半田バンプ間の絶縁抵抗を測定した。その値が107Ω以上であれば良品、107Ω未満であると不良品として評価した。その結果、実施例1〜54は良品であり、比較例は不良品であることが認められた。
Claims (1)
- 導体回路と層間樹脂絶縁層とが交互に積層されてなるとともに、異なる層に位置する導体回路同士がバイアホールを介して電気的に接続されてなるビルドアップ層を有し、そのビルドアップ層の最も外側に位置する層間樹脂絶縁層と最も外側に位置する導体回路を被覆してソルダーレジスト層が形成され、そのソルダーレジスト層に設けた開口部から露出する前記導体回路の一部を、電子部品を実装するための導体パッドとして形成し、その導体パッド上に半田バンプを形成してなるプリント配線板を製造する方法において、
前記ソルダーレジスト層の表面を、少なくとも電子部品実装領域において平坦化処理する工程と、
前記導体パッドを200μm以下のピッチで配設する工程と、
前記ソルダーレジスト層に、その上面における開口径D1が底面における開口径D2よりも大きいテーパ形状に開口部を形成する工程と、
前記開口部を介して前記導体パッド上に半田ボールを搭載する工程と、
前記搭載した半田ボールをリフロー処理して前記半田バンプを形成する工程と、
を具え、
前記半田ボールを搭載する工程が、
ボール整列用マスクの上方に、該ボール整列用マスクに対向する開口を備える筒部材を位置させ、その筒部材で空気を吸引することによって筒部材直下のボール整列用マスク上に前記半田ボールを集合させる工程と、
前記筒部材を水平方向に移動させることによって、前記ボール整列用マスクの開口を介して前記導体パッド上に前記半田ボールを落下させる工程と、
を具えており、
前記半田バンプ径Wと、前記ソルダーレジスト層に設けた開口部の、前記上面における開口径D1に等しい開口径Dとの比(W/D)を、1.04〜1.26の範囲としたことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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