JPH0883971A - Filling ink for printed-wiring board - Google Patents
Filling ink for printed-wiring boardInfo
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- JPH0883971A JPH0883971A JP24474894A JP24474894A JPH0883971A JP H0883971 A JPH0883971 A JP H0883971A JP 24474894 A JP24474894 A JP 24474894A JP 24474894 A JP24474894 A JP 24474894A JP H0883971 A JPH0883971 A JP H0883971A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は，プリント配線板用の穴
埋めインクであって，特にスルーホールの内部，及び各
パターン回路の間の間隙に充填するための穴埋めインク
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hole filling ink for a printed wiring board, and more particularly to a hole filling ink for filling the inside of through holes and the gaps between pattern circuits.
【０００２】[0002]
【従来技術】ボールグリッドタイプのプリント配線板に
は，表側面及び裏側面に設けた各パターン回路の電気的
導通を図るため，又は熱放散のために，スルーホールが
設けられている。図１４に示すごとく，このスルーホー
ル９０は，プリント配線板を構成する絶縁基板９を貫通
して形成されている。スルーホール９０の内壁には，金
属めっき膜３が施されている。2. Description of the Related Art A ball grid type printed wiring board is provided with through holes for electrically connecting each pattern circuit provided on the front and back sides or for dissipating heat. As shown in FIG. 14, this through hole 90 is formed so as to penetrate through the insulating substrate 9 that constitutes the printed wiring board. The metal plating film 3 is applied to the inner wall of the through hole 90.
【０００３】そして，上記スルーホール９０の内部に
は，穴埋めインク１９が充填してある。この穴埋めイン
ク１９は，プリント配線板をマザーボードに半田付けす
る際，スルーホール９０を通じてフラックス，半田洗浄
液等が滲み出すことを防止し，絶縁基板９の表側面に設
けたパターン回路６１および各種電子部品の汚染を防止
する役目を果たしている。上記穴埋めインク１９は，フ
ィラーを含浸したエポキシ樹脂であり，図１５に示すご
とく，アスペクト比（絶縁基板９の厚み（ａ）／スルー
ホール９０の口径（ｂ））が高いスルーホール９０の中
で用いられても，優れた熱衝撃性を発揮する。The through hole 90 is filled with hole filling ink 19. The hole-filling ink 19 prevents flux, solder cleaning liquid, and the like from seeping out through the through holes 90 when the printed wiring board is soldered to the mother board, and the pattern circuit 61 and various electronic components provided on the front surface of the insulating substrate 9. Plays a role in preventing pollution. The hole filling ink 19 is an epoxy resin impregnated with a filler, and as shown in FIG. 15, in the through hole 90 having a high aspect ratio (the thickness of the insulating substrate 9 (a) / the diameter of the through hole 90 (b)). Even when used, it exhibits excellent thermal shock resistance.
【０００４】また，図１４に示すごとく，隣合う各パタ
ーン回路６１の間の間隙６０にも穴埋めインク１７が充
填されている。この穴埋めインク１７は，ソルダーレジ
スト膜７を，各パターン回路６１の間の間隙６０におい
て，窪みを発生させることなく，平坦な表面とするため
の穴埋め用として用いられる。Further, as shown in FIG. 14, the gap filling 60 between adjacent pattern circuits 61 is also filled with the filling ink 17. The filling ink 17 is used for filling the solder resist film 7 in order to form a flat surface in the gaps 60 between the pattern circuits 61 without forming dents.
【０００５】[0005]
【解決しようとする課題】ところで，上記穴埋めインク
１９，１７を一つの工程によりスルーホールの内部及び
パターン回路の間の間隙６０に充填し，プリント配線板
の製造方法の簡略化を図りたいという要望がある。By the way, there is a desire to simplify the manufacturing method of a printed wiring board by filling the hole filling inks 19 and 17 into the gaps 60 between the through holes and the pattern circuits in one step. There is.
【０００６】そこで，スルーホール９０の内部，及びパ
ターン回路６１の間の間隙６０に，同種の穴埋めインク
を用いて，１回の塗布により充填することが考えられる
が，いずれの環境にも適した穴埋めインクは，従来存在
しなかった。即ち，スルーホール内を充填するための穴
埋めインクを，パターン回路の間にも充填した場合に
は，図１６（ａ），（ｂ）に示すごとく，ヒートサイク
ル時に，パターン回路６１と穴埋めインク１７との境界
付近を被覆するソルダーレジスト膜７に，クラック７９
が発生するおそれがある。Therefore, it is possible to fill the inside of the through hole 90 and the gap 60 between the pattern circuits 61 with the same kind of filling ink by one application, but it is suitable for any environment. Filling ink has never existed before. That is, when the filling ink for filling the inside of the through hole is also filled between the pattern circuits, as shown in FIGS. 16A and 16B, during the heat cycle, the pattern circuit 61 and the filling ink 17 are filled. The solder resist film 7 covering the boundary with
May occur.
【０００７】逆に，パターン回路６１の間の間隙６０に
充填するための穴埋めインクを，スルーホールの中に充
填した場合には，図１５に示すごとく，ヒートサイクル
時に，スルーホール内の穴埋めインクに亀裂１９９が生
じる。そのためスルーホール９０の密閉性を保持するこ
とができず，絶縁基板９の上のパターン回路及び半導体
チップ等に腐食等の損傷を与えるおそれがある。On the contrary, when the through holes are filled with the filling ink for filling the gaps 60 between the pattern circuits 61, as shown in FIG. 15, during the heat cycle, the filling ink in the through holes is filled. A crack 199 is generated at. Therefore, the hermeticity of the through hole 90 cannot be maintained, and the pattern circuit on the insulating substrate 9, the semiconductor chip, and the like may be damaged such as corrosion.
【０００８】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，耐熱
衝撃性に優れ，かつパターン回路及び穴埋めインクの上
面を被覆するソルダーレジスト膜のクラックの発生を防
止し，かつスルーホール内の密閉性を確保することがで
きる，プリント配線板用の穴埋めインクを提供しようと
するものである。In view of such conventional problems, the present invention is excellent in thermal shock resistance, prevents cracks in the solder resist film covering the upper surface of the pattern circuit and the hole-filling ink, and improves the hermeticity in the through hole. The aim is to provide a hole-filling ink for printed wiring boards that can be secured.
【０００９】[0009]
【課題の解決手段】本発明は，エポキシ樹脂とシリカ粉
末との混合物よりなり，プリント配線板におけるスルー
ホールの内部，及び隣合う各パターン回路の間の間隙に
充填するための穴埋めインクであって，上記シリカ粉末
は，平均粒子径が０．００１〜０．０５０μｍであるこ
とを特徴とするプリント配線板用の穴埋めインクにあ
る。The present invention relates to a hole filling ink which is made of a mixture of epoxy resin and silica powder and is used for filling the inside of through holes in a printed wiring board and the gaps between adjacent pattern circuits. The silica powder has an average particle diameter of 0.001 to 0.050 μm in a hole-filling ink for printed wiring boards.
【００１０】本発明において最も注目すべきことは，穴
埋めインクが，平均粒子径０．００１〜０．０５０μｍ
のシリカ粉末を含浸していることである。上記シリカ粉
末は，平均粒子径０．００１μｍ未満の場合には，シリ
カ粉末が浮遊しやすくなるので取扱いにくくなるおそれ
があり，またコスト高となる場合がある。一方，平均粒
子径が０．０５０μｍを越える場合には，熱衝撃によ
り，スルーホール内の穴埋めインクに亀裂が発生し，絶
縁基板の表裏間の密閉性を保持することが困難となる。What is most noticeable in the present invention is that the filling ink has an average particle size of 0.001 to 0.050 μm.
That is, it is impregnated with silica powder. When the average particle diameter of the silica powder is less than 0.001 μm, the silica powder is liable to float, which may be difficult to handle, and the cost may increase. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 0.050 μm, cracks occur in the filling ink in the through holes due to thermal shock, and it becomes difficult to maintain the airtightness between the front and back surfaces of the insulating substrate.
【００１１】上記シリカ粉末は，上記穴埋めインク中
に，０．３〜５重量％含有されていることが好ましい。
０．３重量％未満の場合には，穴埋めインクの強度が低
下し，熱衝撃によりスルーホール内の穴埋めインクに亀
裂が発生するおそれがある。一方，５重量％を越える場
合には，パターン回路の間の間隙の穴埋めインクに，シ
リカ粉末とエポキシ樹脂との間の熱膨張の差により，エ
ポキシ樹脂に亀裂が発生しやすくなる。The silica powder is preferably contained in the hole filling ink in an amount of 0.3 to 5% by weight.
If the amount is less than 0.3% by weight, the strength of the filling ink decreases, and thermal shock may cause cracks in the filling ink in the through holes. On the other hand, if it exceeds 5% by weight, cracks are likely to occur in the epoxy resin due to the difference in thermal expansion between the silica powder and the epoxy resin in the ink for filling the gaps between the pattern circuits.
【００１２】また，上記シリカ粉末は，その表面がカッ
プリング処理されていることが好ましい。これにより，
シリカ粉末とエポキシ樹脂との接合強度が高まり，熱衝
撃を受けた場合にも，シリカ粉末付近のエポキシ樹脂に
亀裂が発生することを防止することができる。ここにカ
ップリング処理とは，シリカ粉末にカップリング剤を添
加，混合することにより，シリカ粉末の表面が有機物質
と強い結合を形成した状態とする処理をいう。The surface of the silica powder is preferably subjected to a coupling treatment. By this,
The bonding strength between the silica powder and the epoxy resin is increased, and it is possible to prevent cracks from occurring in the epoxy resin near the silica powder even when a thermal shock is applied. Here, the coupling treatment is a treatment in which a coupling agent is added to and mixed with silica powder so that the surface of the silica powder forms a strong bond with an organic substance.
【００１３】上記スルーホールの内壁は金属めっき膜に
より被覆され，かつ上記金属めっき膜の表面には化学的
表面処理により粗化表面層が形成されていることが好ま
しい。この場合には，穴埋めインクが，スルーホールの
内壁に対して密着する。そのため，例え，熱衝撃を受け
ても，穴埋めインクがスルーホールの内壁から剥がれる
ことがない。従って，スルーホール内の密閉性をより確
実に確保することができる。It is preferable that the inner wall of the through hole is covered with a metal plating film, and a roughened surface layer is formed on the surface of the metal plating film by a chemical surface treatment. In this case, the filling ink comes into close contact with the inner wall of the through hole. Therefore, even if a thermal shock is applied, the filling ink does not separate from the inner wall of the through hole. Therefore, the hermeticity in the through hole can be ensured more reliably.
【００１４】上記化学的表面処理としては，例えば，黒
化処理だけを行う方法，黒化処理及び黒化還元処理を順
次行う方法，黒化処理，黒化還元処理及び酸処理を順次
行う方法等がある。As the chemical surface treatment, for example, a method of performing only blackening treatment, a method of sequentially performing blackening treatment and blackening reduction treatment, a method of sequentially performing blackening treatment, blackening reduction treatment and acid treatment, etc. There is.
【００１５】上記黒化処理だけを行う方法としては，例
えば，亜塩素酸ナトリウム，リン酸３ナトリウム，水酸
化ナトリウム等を水に溶解した黒化処理液に，上記絶縁
基板を浸漬することにより行う。これにより，金属めっ
き膜の表面に，その針状結晶が生成する。この結晶が，
スルーホール内及び絶縁基板の金属めっき膜上の表面
に，粗化表面層を形成する。As a method of performing only the blackening treatment, for example, the insulating substrate is dipped in a blackening treatment liquid in which sodium chlorite, trisodium phosphate, sodium hydroxide and the like are dissolved in water. . As a result, needle-like crystals are generated on the surface of the metal plating film. This crystal
A roughened surface layer is formed in the through holes and on the surface of the insulating substrate on the metal plating film.
【００１６】上記黒化処理及び黒化還元処理を順次行う
方法としては，例えば，上記黒化処理液に上記絶縁基板
を浸漬し，次いで，水素化ホウ素ナトリウム，水酸化ナ
トリウム等を水に溶解した第一還元処理液に，上記絶縁
基板を浸漬する。更に，これを水酸化ナトリウム，ホル
ムアルデヒド，メタノール等を水に溶解した第二還元処
理液に浸漬する。これにより，金属めっき膜の表面にそ
の針状結晶が生成し，この結晶が還元される。As a method of sequentially performing the blackening treatment and the blackening reduction treatment, for example, the insulating substrate is immersed in the blackening treatment solution, and then sodium borohydride, sodium hydroxide, etc. are dissolved in water. The insulating substrate is immersed in the first reduction treatment liquid. Further, this is immersed in a second reduction treatment liquid in which sodium hydroxide, formaldehyde, methanol, etc. are dissolved in water. As a result, needle-like crystals are generated on the surface of the metal plating film, and the crystals are reduced.
【００１７】上記黒化処理，黒化還元処理及び酸処理を
順次行う方法としては，例えば，上記黒化処理液及び上
記還元処理液に，順に上記絶縁基板を浸漬し，次いでこ
れを酸処理用の硫酸等の酸処理液に浸漬する。これによ
り，金属めっき膜の表面にその針状結晶が生成し，この
結晶が一端還元された後，酸化される。As a method for sequentially performing the blackening treatment, the blackening reduction treatment and the acid treatment, for example, the insulating substrate is sequentially immersed in the blackening treatment liquid and the reduction treatment liquid, and then this is subjected to acid treatment. It is immersed in an acid treatment solution such as sulfuric acid. As a result, needle crystals are formed on the surface of the metal plating film, and the crystals are once reduced and then oxidized.
【００１８】次に，粗化表面層を形成している上記スル
ーホールの内部及びその開口周辺部には，穴埋めインク
を充填し，硬化させる。次に，絶縁基板の表面から突出
した穴埋めインクを，絶縁基板表面の金属めっき膜の粗
化表面層と共に，バフ，ブラシ等を用いて，研磨除去す
る。これにより，上記金属めっき膜及び穴埋めインクの
表面が平滑になり，絶縁基板の表面全体が平滑面とな
る。次に，平滑な絶縁基板の表面には，パターン回路を
形成する。Next, the filling ink is filled in the inside of the through hole forming the roughened surface layer and the peripheral portion of the opening, and is cured. Next, the hole-filling ink protruding from the surface of the insulating substrate is polished and removed together with the roughened surface layer of the metal plating film on the surface of the insulating substrate by using a buff, a brush or the like. As a result, the surfaces of the metal plating film and the filling ink become smooth, and the entire surface of the insulating substrate becomes a smooth surface. Next, a pattern circuit is formed on the surface of the smooth insulating substrate.
【００１９】[0019]
【作用及び効果】本発明にかかる穴埋めインクにおいて
は，上記の平均粒子径を有するシリカ粉末を用いてい
る。このシリカ粉末は，従来において用いられていたフ
ィラーよりも平均粒子径が小さい。そのため，穴埋めイ
ンクには高密度に，かつ均一にシリカ粉末を分散させる
ことができ，充填硬化させた穴埋めインクの強度を向上
させることができる。FUNCTION AND EFFECT In the hole filling ink according to the present invention, silica powder having the above average particle diameter is used. This silica powder has a smaller average particle size than the fillers used conventionally. Therefore, the silica powder can be uniformly dispersed in the hole-filling ink with a high density, and the strength of the hole-filling ink filled and cured can be improved.
【００２０】また，熱衝撃を穴埋めインクに与えた場合
には，シリカ粉末に熱応力が発生する。この熱応力は，
シリカ粉末の周囲のエポキシ樹脂に微小な亀裂が生じる
ことによりエポキシ樹脂に吸収される。そのため，この
微小な亀裂は，エポキシ樹脂全体に伝播しない。そのた
め，スルーホール内においては，穴埋めインクの全体に
亀裂が発生しない。それ故，スルーホールの密閉性を確
保することができる。従って，絶縁基板上のパターン回
路及び半導体チップ等の腐蝕等の損傷を防止することが
できる。When a thermal shock is applied to the filling ink, thermal stress is generated in the silica powder. This thermal stress is
The epoxy resin around the silica powder is absorbed by the epoxy resin due to the generation of minute cracks. Therefore, these minute cracks do not propagate throughout the epoxy resin. Therefore, in the through hole, no crack occurs in the whole filling ink. Therefore, the tightness of the through hole can be secured. Therefore, it is possible to prevent damage such as corrosion of the pattern circuit and the semiconductor chip on the insulating substrate.
【００２１】また，隣合う各パターン回路の間の間隙に
おいては，穴埋めインク自身が，穴埋めインクとパター
ン回路との境界付近を被覆するソルダーレジスト膜の応
力を吸収する。そのため，ソルダーレジスト膜にクラッ
クが発生することを防止することができる。In the gap between adjacent pattern circuits, the filling ink itself absorbs the stress of the solder resist film covering the boundary between the filling ink and the pattern circuit. Therefore, it is possible to prevent cracks from occurring in the solder resist film.
【００２２】従って，本発明によれば，耐熱衝撃性に優
れ，かつパターン回路及び穴埋めインクの上面を被覆す
るソルダーレジスト膜のクラックの発生を防止し，かつ
スルーホール内の密閉性を確保することができる，プリ
ント配線板用の穴埋めインクを提供することができる。Therefore, according to the present invention, the thermal shock resistance is excellent, the generation of cracks in the solder resist film covering the upper surface of the pattern circuit and the filling ink is prevented, and the hermeticity in the through hole is secured. It is possible to provide hole filling ink for printed wiring boards.
【００２３】[0023]
【実施例】本発明の実施例にかかる穴埋めインクについ
て，図１〜図９を用いて説明する。本例により作製され
るプリント配線板１０は，図１に示すごとく，絶縁基板
９を貫通して設けたスルーホール９０を設けている。ス
ルーホール９０の内壁は，金属めっき膜３により被覆さ
れている。このスルーホール９０の内部は，穴埋めイン
ク１により充填されている。また，絶縁基板９の表側面
及び裏側面にはパターン回路６１，６２が形成されてい
る。隣合う各パターン回路６１の間の間隙６０，及び隣
合うパターン回路６２の間の間隙６０には，穴埋めイン
ク１が充填されている。EXAMPLE A filling ink according to an example of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the printed wiring board 10 manufactured according to this example has through holes 90 penetrating the insulating substrate 9. The inner wall of the through hole 90 is covered with the metal plating film 3. The inside of the through hole 90 is filled with the filling ink 1. Further, pattern circuits 61 and 62 are formed on the front and back surfaces of the insulating substrate 9. The gap filling ink 1 is filled in the gap 60 between the adjacent pattern circuits 61 and the gap 60 between the adjacent pattern circuits 62.
【００２４】上記のスルーホール９０，パターン回路６
１又は６２の間に充填した穴埋めインク１は，エポキシ
樹脂とシリカ粉末との混合物よりなる。シリカ粉末は，
平均粒子径が０．０１０μｍである。シリカ粉末は，そ
の表面がカップリング処理されている。シリカ粉末は，
穴埋めインク中に，２重量％含有されている。Through hole 90 and pattern circuit 6 described above.
The filling ink 1 filled between 1 or 62 is made of a mixture of epoxy resin and silica powder. Silica powder is
The average particle diameter is 0.010 μm. The surface of silica powder is subjected to coupling treatment. Silica powder is
The filling ink contains 2% by weight.
【００２５】絶縁基板９の表側面には，パターン回路６
１及び半導体チップ搭載用のダイパッド６３が設けられ
ている。絶縁基板９の裏側面には，パターン回路６２及
び放熱パッド６４が設けられている。ダイパッド６３と
放熱パッド６４の間は，絶縁基板９の略中央部に設けた
上記スルーホール９０により電気的に接続している。絶
縁基板９の表側面及び裏側面に設けた各パターン回路６
１，６２の間は，図２に示すごとく，絶縁基板９の周辺
部に設けた上記スルーホール９０により接続されてい
る。ボンディングパッド６１０及びマザーボード実装用
のパッド６２０を除く，プリント配線板１０の表面は，
ソルダーレジスト膜７により被覆されている。The pattern circuit 6 is provided on the front surface of the insulating substrate 9.
1 and a die pad 63 for mounting a semiconductor chip are provided. A pattern circuit 62 and a heat dissipation pad 64 are provided on the back side surface of the insulating substrate 9. The die pad 63 and the heat radiation pad 64 are electrically connected to each other by the through hole 90 provided in the substantially central portion of the insulating substrate 9. Each pattern circuit 6 provided on the front and back surfaces of the insulating substrate 9
2, 1 and 62 are connected by the through hole 90 provided in the peripheral portion of the insulating substrate 9 as shown in FIG. The surface of the printed wiring board 10 excluding the bonding pad 610 and the motherboard mounting pad 620 is
It is covered with the solder resist film 7.
【００２６】次に，上記穴埋めインクを用いたプリント
配線板の製造方法について，図３〜図７を用いて説明す
る。まず，図３に示すごとく，表側面及び裏側面に銅箔
２を貼着した絶縁基板９に，スルーホール９０を穿設す
る。次に，絶縁基板９の表面及びスルーホール９０の内
壁に金属めっき膜３を施す。金属めっき膜３は，銅であ
る。Next, a method of manufacturing a printed wiring board using the hole filling ink will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3, through holes 90 are formed in the insulating substrate 9 having the copper foil 2 adhered to the front and back surfaces. Next, the metal plating film 3 is applied to the surface of the insulating substrate 9 and the inner wall of the through hole 90. The metal plating film 3 is copper.
【００２７】次に，エッチングレジスト法により，銅箔
２及び金属めっき膜３の不要部分を除去して，絶縁基板
９の表側面にはパターン回路６１，ボンディングパッド
６１０，及びダイパッド６３を，一方絶縁基板９の裏側
面にはパターン回路６２及び放熱パッド６４を形成す
る。Next, unnecessary portions of the copper foil 2 and the metal plating film 3 are removed by an etching resist method, and the pattern circuit 61, the bonding pad 610, and the die pad 63 are insulated on the front surface of the insulating substrate 9 by one-side insulation. A pattern circuit 62 and a heat dissipation pad 64 are formed on the back surface of the substrate 9.
【００２８】次に，図４に示すごとく，スルーホール９
０の内部を含む絶縁基板９の全表面に，上記の穴埋めイ
ンク１を被覆する。次いで，この穴埋めインク１を加熱
又は紫外線照射により硬化させる。Next, as shown in FIG.
The whole surface of the insulating substrate 9 including the inside of 0 is covered with the hole filling ink 1. Next, the filling ink 1 is cured by heating or ultraviolet irradiation.
【００２９】次に，図５に示すごとく，硬化した穴埋め
インク１の表面をバフにより研磨して，パターン回路６
１，６２，ダイパッド６３，放熱パッド６４，及びマザ
ーボード実装用のパッド形成部分を露出させて，これら
の間の間隙６０とスルーホール９０の内部にのみ，穴埋
めインク１を残す。また，上記研磨により，穴埋めイン
ク１より露出した金属めっき膜３の表面を平滑面３９と
する。Next, as shown in FIG. 5, the surface of the hardened hole-filling ink 1 is polished by a buff to form a pattern circuit 6
1, 62, the die pad 63, the heat radiation pad 64, and the pad forming portion for mounting the motherboard are exposed, and the filling ink 1 is left only in the gap 60 and the through hole 90 between them. Further, the surface of the metal plating film 3 exposed from the hole-filling ink 1 by the above polishing is made a smooth surface 39.
【００３０】次に，図６に示すごとく，ボンディングパ
ッド６１０，ダイパッド６３，及びマザーボード実装用
のパッドを形成する部分を除く，絶縁基板９の全表面
に，ソルダーレジスト膜７を被覆する。次に，図７に示
すごとく，ソルダーレジスト膜７により覆われていない
金属めっき膜３の表面に，Ｎｉ／Ａｕめっき膜４を被覆
する。これにより，ダイパッド６３，ボンディングパッ
ド６１０がＮｉ／Ａｕめっき膜４により被覆される。ま
た，絶縁基板９の裏側面には，マザーボードと半田接合
するためのパッド６２０が形成される。これにより，上
記プリント配線板１０が得られる。Next, as shown in FIG. 6, the solder resist film 7 is coated on the entire surface of the insulating substrate 9 except for the portions where the bonding pads 610, the die pads 63, and the pads for mounting the mother board are formed. Next, as shown in FIG. 7, the surface of the metal plating film 3 not covered with the solder resist film 7 is covered with the Ni / Au plating film 4. As a result, the die pad 63 and the bonding pad 610 are covered with the Ni / Au plating film 4. In addition, a pad 620 for soldering to the mother board is formed on the back surface of the insulating substrate 9. As a result, the printed wiring board 10 is obtained.
【００３１】上記プリント配線板１０には，図１に示す
ごとく，ダイパッド６３の上に，接着剤５９を用いて，
半導体チップ５が搭載され，ワイヤー５０により，ボン
ディングパッド６１０と電気的に接続される。このプリ
ント配線板１０の裏側面におけるパッド６２０は，マザ
ーボード８のパッド８２の上に，ボール状の半田８１を
介して搭載される。次いで，これを加熱して，両者を半
田付けする。The printed wiring board 10 has an adhesive 59 on the die pad 63 as shown in FIG.
The semiconductor chip 5 is mounted and electrically connected to the bonding pad 610 by the wire 50. The pad 620 on the back side of the printed wiring board 10 is mounted on the pad 82 of the mother board 8 via the ball-shaped solder 81. Next, this is heated and both are soldered.
【００３２】次に，本例の作用効果について説明する。
本例においては，図８に示すごとく，穴埋めインク１
が，上記の平均粒子径を有するシリカ粉末１１とエポキ
シ樹脂１２との混合物である。このシリカ粉末１１は，
図９に示す従来の穴埋めインク１９９に用いられていた
フィラー１９１よりも平均粒子径が小さい。そのため，
高密度にかつ均一にエポキシ樹脂１２の中に分散してい
る。このため，穴埋めインク１の強度が向上する。Next, the function and effect of this example will be described.
In this example, as shown in FIG.
Is a mixture of the silica powder 11 having the above-mentioned average particle diameter and the epoxy resin 12. This silica powder 11 is
The average particle size is smaller than that of the filler 191 used in the conventional hole filling ink 199 shown in FIG. for that reason,
It is dispersed in the epoxy resin 12 at high density and uniformly. Therefore, the strength of the hole filling ink 1 is improved.
【００３３】また，熱衝撃を穴埋めインク１に与えた場
合には，シリカ粉末１１に応力が発生する。この熱応力
は，シリカ粉末１１の周囲のエポキシ樹脂１２に微小な
亀裂１２１が生じることにより吸収される。この微小な
亀裂１２１は，図１６に示す従来に係る穴埋めインク１
９９のようにエポキシ樹脂全体に伝播しない。そのた
め，シリカ粉末１１の熱応力は穴埋めインク自身が吸収
する。When thermal shock is applied to the filling ink 1, stress is generated in the silica powder 11. This thermal stress is absorbed by the generation of minute cracks 121 in the epoxy resin 12 around the silica powder 11. The minute cracks 121 are formed by the conventional hole filling ink 1 shown in FIG.
Like 99, it does not propagate throughout the epoxy resin. Therefore, the thermal stress of the silica powder 11 is absorbed by the filling ink itself.
【００３４】そのため，スルーホールの中においては，
穴埋めインク１の全体に亀裂が発生しない。このため，
図１に示すごとく，スルーホール９０の密閉性を確保す
ることができる。従って，プリント配線板１０をマザー
ボード８に半田付けする際，スルーホール９０を通じて
フラックス，半田洗浄液等が滲み出すこともなく，絶縁
基板９の表側面に形成したパターン回路６１，ボンディ
ングパッド６１０，半導体チップ５に腐蝕等の損傷が発
生するのを防止することができる。Therefore, in the through hole,
No cracks occur in the entire hole filling ink 1. For this reason,
As shown in FIG. 1, the hermeticity of the through hole 90 can be ensured. Therefore, when the printed wiring board 10 is soldered to the mother board 8, flux, solder cleaning liquid, etc. do not seep through the through holes 90, and the pattern circuit 61, the bonding pad 610, the semiconductor chip formed on the front surface of the insulating substrate 9 It is possible to prevent damage such as corrosion from occurring in 5.
【００３５】また，隣合う各パターン回路６１，６２の
間の間隙６０においては，穴埋めインク自身が，穴埋め
インク１とパターン回路６１，６２との境界付近を被覆
するソルダーレジスト膜７の応力を吸収する。それ故，
ソルダーレジスト膜７にクラックが発生するのを防止す
ることができる。In the gap 60 between the adjacent pattern circuits 61 and 62, the hole filling ink itself absorbs the stress of the solder resist film 7 covering the boundary between the hole filling ink 1 and the pattern circuits 61 and 62. To do. Therefore,
It is possible to prevent cracks from occurring in the solder resist film 7.
【００３６】実施例２ 本例においては，穴埋めインクの耐熱衝撃性について評
価した。評価に当たっては，シリカ粉末の含有量及び平
均粒子径を種々に変えた穴埋めインク（試料１，２，
３，４，５，Ｃ１，Ｃ２）を調製した。そして，各穴埋
めインクを用いて，プリント配線板を作製した。シリカ
粉末の含有量及び平均粒子径は，表１に示すように変え
た。その他は，実施例１と同様である。Example 2 In this example, the thermal shock resistance of the hole-filling ink was evaluated. In the evaluation, filling inks (Samples 1, 2,
3,4,5, C1, C2) were prepared. Then, a printed wiring board was produced using each hole filling ink. The content of silica powder and the average particle size were changed as shown in Table 1. Others are the same as in the first embodiment.
【００３７】スルーホール内の穴埋めインクの評価にお
いては，穴埋めインクの亀裂の発生状況を調べた。その
結果を表１に示した。同表中，○は，シリカ粉末の周囲
に若干のクラックが認められる程度の状態を示す。△
は，穴埋めインク中に混在する隣合うシリカ粉末の間を
結ぶ程度のクラックが認められる程度の状態を示す。×
は，スルーホールを横断する程度の太くて長いクラック
が認められる程度の状態を示す。In the evaluation of the filling ink in the through holes, the occurrence of cracks in the filling ink was examined. The results are shown in Table 1. In the table, ○ indicates a state in which some cracks are recognized around the silica powder. △
Indicates a state in which cracks are recognized to the extent that they connect adjacent silica powders mixed in the filling ink. ×
Indicates a state in which a thick and long crack that crosses the through hole is recognized.
【００３８】パターン回路の間の間隙を充填する穴埋め
インクの評価においては，パターン回路及び穴埋めイン
クの上面を被覆するソルダーレジスト膜のクラックの発
生状態を調べた。その結果を表１に示した。同表中，○
は，上記の○と同様である。△は，上記の△と同様であ
る。×は，隣接するパターン回路の間を横断する程度の
太くて長いクラックが認められる程度の状態を示す。In the evaluation of the hole filling ink that fills the gaps between the pattern circuits, the crack generation state of the solder resist film that covers the upper surfaces of the pattern circuit and the hole filling ink was examined. The results are shown in Table 1. In the table, ○
Is the same as ○ above. Δ is the same as the above Δ. A cross indicates a state in which a thick and long crack that crosses between adjacent pattern circuits is recognized.
【００３９】同表において，シリカ粉末の含有量が０．
４〜４．０重量％であり，且つ平均粒子径が０．０１〜
０．０３０μｍである場合（試料１〜５）には，スルー
ホール内の穴埋めインクに亀裂の発生はなかった。ま
た，パターン回路と穴埋めインクとの境界付近を被覆す
るソルダーレジスト膜には，クラックの発生はなかっ
た。一方，試料Ｃ１及びＣ２の場合は，いずれも比較的
長いクラックの発生が認められた。In the table, the content of silica powder is 0.
4 to 4.0% by weight and an average particle size of 0.01 to
When the thickness was 0.030 μm (Samples 1 to 5), no crack was generated in the filling ink in the through hole. In addition, no crack was generated in the solder resist film covering the boundary between the pattern circuit and the filling ink. On the other hand, in the case of Samples C1 and C2, the generation of relatively long cracks was observed.
【００４０】[0040]
【表１】 [Table 1]
【００４１】実施例３ 本例のプリント配線板は，図１０に示すごとく，スルー
ホール９０の内壁を被覆する金属めっき膜３の表面が，
化学的表面処理により粗化表面層３０を形成している点
で，実施例１のプリント配線板と異なる。その他の構成
は実施例１と同様である。Example 3 In the printed wiring board of this example, as shown in FIG. 10, the surface of the metal plating film 3 covering the inner wall of the through hole 90 was
The printed wiring board of Example 1 is different in that the roughened surface layer 30 is formed by the chemical surface treatment. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
【００４２】本例のプリント配線板の製造方法について
図１１〜図１３を用いて説明する。まず，実施例１と同
様に，絶縁基板９にパターン回路６１，６２，ボンディ
ングパッド６１０，ダイパッド６３，放熱パッド６４を
形成する（図３参照）。A method of manufacturing the printed wiring board of this example will be described with reference to FIGS. 11 to 13. First, similarly to the first embodiment, the pattern circuits 61 and 62, the bonding pad 610, the die pad 63, and the heat dissipation pad 64 are formed on the insulating substrate 9 (see FIG. 3).
【００４３】次に，図１１に示すごとく，化学的表面処
理により，金属めっき膜３の表面に粗化表面層３０を形
成する。上記化学的表面処理は，黒化処理により行う。
上記黒化処理は，以下の黒化処理液に，０．３〜１５分
間，絶縁基板９を浸漬することにより行う。この黒化処
理により，金属めっき膜３の表面には，銅の針状結晶が
生成する。Next, as shown in FIG. 11, a roughened surface layer 30 is formed on the surface of the metal plating film 3 by a chemical surface treatment. The chemical surface treatment is performed by blackening treatment.
The blackening treatment is performed by immersing the insulating substrate 9 in the following blackening treatment liquid for 0.3 to 15 minutes. By this blackening treatment, copper needle crystals are formed on the surface of the metal plating film 3.
【００４４】黒化処理液 ・成分（水中濃度） 亜塩素酸ナトリウム．．．．．．．２０〜７０ｇ／リッ
トル， リン酸３ナトリウム１２水．．．．１０〜３０ｇ／リッ
トル， 水酸化ナトリウム．．．．．．．．１０〜３０ｇ／リッ
トル， ・温度．．．．．．．．７０〜９８℃，Blackening treatment liquid-ingredient (concentration in water) sodium chlorite. ． ． ． ． ． ． 20-70 g / liter, trisodium phosphate 12 water. ． ． ． 10 to 30 g / liter, sodium hydroxide. ． ． ． ． ． ． ． 10 to 30 g / liter, temperature. ． ． ． ． ． ． ． 70-98 ° C,
【００４５】次に，図１２に示すごとく，スルーホール
９０の内部を含む絶縁基板９の全表面に，実施例１と同
様の穴埋めインク１を被覆し，加熱又は紫外線照射等の
手段により硬化させる。Next, as shown in FIG. 12, the whole surface of the insulating substrate 9 including the inside of the through hole 90 is covered with the hole-filling ink 1 similar to that of the first embodiment, and is cured by heating or UV irradiation. .
【００４６】次に，図１３に示すごとく，硬化した穴埋
めインク１の表面をバフにより研磨して，パターン回路
６１，６２，ダイパッド６３，放熱パッド６４，及びマ
ザーボード実装用のパッドの形成部分を露出させて，こ
れらの間の間隙６０とスルーホール９０の内部にのみ，
穴埋めインク１を残す。また，上記研磨により，穴埋め
インク１より露出した金属めっき膜３の表面を平滑面３
９とする。Next, as shown in FIG. 13, the surface of the hardened hole-filling ink 1 is buffed to expose the pattern circuits 61, 62, the die pad 63, the heat radiation pad 64, and the portion where the motherboard mounting pad is formed. Then, only inside the gap 60 and the through hole 90 between them,
Leave the hole-filling ink 1. The surface of the metal plating film 3 exposed from the hole-filling ink 1 is smoothed by the above polishing.
Set to 9.
【００４７】その後，実施例１と同様に，ソルダーレジ
スト膜７による絶縁基板９の被覆（図６参照），Ｎｉ／
Ａｕめっき膜４による金属めっき膜３の被覆（図７参
照）を行なう。これにより，図１０に示すプリント配線
板が得られる。Thereafter, as in the first embodiment, the insulating substrate 9 is covered with the solder resist film 7 (see FIG. 6), Ni /
The metal plating film 3 is covered with the Au plating film 4 (see FIG. 7). As a result, the printed wiring board shown in FIG. 10 is obtained.
【００４８】本例においては，図１０に示すごとく，ス
ルーホール９０の内壁に形成した金属めっき膜３の表面
に，化学的表面処理を施して，粗化表面層３０を形成し
ている。粗化表面層３０には，穴埋めインク１がスルー
ホール９０の内壁に対し密着する。そのため，例え，熱
衝撃を受けても，穴埋めインク１がスルーホール９０の
内壁から剥がれることもない。従って，スルーホール９
０から湿気が浸入するのを防止することができる。In this example, as shown in FIG. 10, the surface of the metal plating film 3 formed on the inner wall of the through hole 90 is chemically surface-treated to form the roughened surface layer 30. The filling ink 1 is brought into close contact with the inner wall of the through hole 90 on the roughened surface layer 30. Therefore, even if a thermal shock is applied, the filling ink 1 will not be peeled off from the inner wall of the through hole 90. Therefore, through hole 9
It is possible to prevent moisture from entering from zero.
【００４９】それ故，プリント配線板を半田付けにより
マザーボードに実装する場合においても，半田の溶融温
度により，スルーホール内の金属めっき膜３と穴埋めイ
ンク１との間に剥離を生じない。Therefore, even when the printed wiring board is mounted on the mother board by soldering, peeling does not occur between the metal plating film 3 in the through hole and the filling ink 1 due to the melting temperature of the solder.
【００５０】また，スルーホール９０の内部だけでな
く，その開口周辺部にも穴埋めインク１を供給してい
る。そのため，例え，穴埋めインク１を硬化する際に穴
埋めインク１が収縮しても，スルーホール９０の内部全
体を穴埋めインク１により充填することができる。The filling ink 1 is supplied not only to the inside of the through hole 90 but also to the peripheral portion of the opening. Therefore, even if the filling ink 1 contracts when the filling ink 1 is cured, the entire inside of the through hole 90 can be filled with the filling ink 1.
【００５１】また，絶縁基板９の表面の金属めっき３に
は粗化表面層が形成されるが，その後これを研磨して均
一な平滑面としている。そのため，金属めっき３の表面
を，更にめっき膜で被覆する場合にも，均一な厚みのめ
っき膜を形成することができる。このため，絶縁基板９
の表面に，平滑で層厚みが均一なパターン回路６１及び
ダイパッド６３を形成することができる。その他，本例
においても，実施例１と同様の効果を得ることができ
る。A roughened surface layer is formed on the metal plating 3 on the surface of the insulating substrate 9, which is then polished to form a uniform smooth surface. Therefore, even when the surface of the metal plating 3 is further covered with a plating film, a plating film having a uniform thickness can be formed. Therefore, the insulating substrate 9
It is possible to form the pattern circuit 61 and the die pad 63 on the surface of which are smooth and have a uniform layer thickness. In addition, also in this example, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【図１】実施例１のプリント配線板をマザーボードに実
装した状態を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a printed wiring board of Example 1 mounted on a motherboard.
【図２】実施例１のプリント配線板の表側面を示す説明
図。FIG. 2 is an explanatory view showing the front and side surfaces of the printed wiring board of Example 1.
【図３】実施例１のプリント配線板の製造方法におい
て，スルーホール，パターン回路，ダイパッド，及び放
熱パッド等のパターンを形成した絶縁基板の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of an insulating substrate on which patterns such as through holes, pattern circuits, die pads, and heat dissipation pads are formed in the method for manufacturing a printed wiring board according to the first embodiment.
【図４】図３に続く，穴埋めインクを充填した絶縁基板
の断面図。FIG. 4 is a sectional view of the insulating substrate filled with hole-filling ink, following FIG. 3;
【図５】図４に続く，パターン表面の穴埋めインクを研
磨除去した絶縁基板の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the insulating substrate after polishing the pattern filling ink on the pattern surface, which is continued from FIG. 4;
【図６】図５に続く，ソルダーレジスト膜を形成した絶
縁基板の断面図。6 is a cross-sectional view of the insulating substrate on which a solder resist film is formed, following FIG.
【図７】図６に続く，Ｎｉ／Ａｕめっき膜を施した絶縁
基板の断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of an insulating substrate having a Ni / Au plating film, following FIG.
【図８】実施例１の，穴埋めインク中のシリカ粉末を示
す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing silica powder in the hole filling ink of Example 1.
【図９】実施例１における，穴埋めインク中のフィラー
が大径の場合の問題点を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a problem in Example 1 when the filler in the hole filling ink has a large diameter.
【図１０】実施例３のプリント配線板の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a printed wiring board according to a third embodiment.
【図１１】実施例３の，化学的表面処理を施した絶縁基
板の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of an insulating substrate that has been subjected to a chemical surface treatment in Example 3.
【図１２】図１１に続く，穴埋めインクを充填した絶縁
基板の断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view of the insulating substrate filled with hole-filling ink, following FIG. 11;
【図１３】図１２に続く，パターン表面の穴埋めインク
を研磨除去した絶縁基板の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of the insulating substrate subsequent to FIG. 12, in which the hole-filling ink on the pattern surface is removed by polishing.
【図１４】従来例の，プリント配線板の要部断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of a printed wiring board of a conventional example.
【図１５】従来例の，プリント配線板のスルーホール付
近の拡大断面図。FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view around a through hole of a printed wiring board in a conventional example.
【図１６】従来例の，プリント配線板のパターン回路と
穴埋めインクとの境界付近の断面図（ａ），及び（ａ）
のＡ−Ａ線矢視断面図（ｂ）。16A and 16B are cross-sectional views (a) and (a) in the vicinity of the boundary between the pattern circuit of the printed wiring board and the filling ink in the conventional example.
A sectional view taken along the line A-A of FIG.
１．．．穴埋めインク， １０．．．プリント配線板， １１．．．シリカ粉末， ３．．．金属めっき膜， ３０．．．粗化表面層， ４．．．Ｎｉ／Ａｕめっき膜， ５．．．半導体チップ， ６０．．．間隙， ６１，６２．．．パターン回路， ９．．．絶縁基板， ９０．．．スルーホール， 1. ． ． Filling ink, 10. ． ． Printed wiring board, 11. ． ． Silica powder, 3. ． ． Metal plating film, 30. ． ． Roughened surface layer, 4. ． ． Ni / Au plating film, 5. ． ． Semiconductor chip, 60. ． ． Gap, 61, 62. ． ． Pattern circuit, 9. ． ． Insulating substrate, 90. ． ． Through hole,
Claims (4)
りなり，プリント配線板におけるスルーホールの内部，
及び隣合う各パターン回路の間の間隙に充填するための
穴埋めインクであって，上記シリカ粉末は，平均粒子径
が０．００１〜０．０５０μｍであることを特徴とする
プリント配線板用の穴埋めインク。1. An inside of a through hole in a printed wiring board, comprising a mixture of epoxy resin and silica powder,
And a filling ink for filling a space between adjacent pattern circuits, wherein the silica powder has an average particle diameter of 0.001 to 0.050 μm. ink.
上記穴埋めインク中に，０．３〜５重量％含有されてい
ることを特徴とするプリント配線板用の穴埋めインク。2. The silica powder according to claim 1,
A hole-filling ink for a printed wiring board, characterized in that the hole-filling ink contains 0.3 to 5% by weight.
末は，その表面がカップリング処理されていることを特
徴とするプリント配線板用の穴埋めインク。3. The hole filling ink for a printed wiring board according to claim 1, wherein the surface of the silica powder is subjected to a coupling treatment.
上記スルーホールの内壁は金属めっき膜により被覆さ
れ，かつ上記金属めっき膜の表面には化学的表面処理に
より粗化表面層が形成されていることを特徴とするプリ
ント配線板用の穴埋めインク。4. The method according to claim 1, wherein
A hole filling ink for a printed wiring board, wherein an inner wall of the through hole is covered with a metal plating film, and a roughened surface layer is formed on the surface of the metal plating film by a chemical surface treatment.
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|---|---|---|---|
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1994
- 1994-09-12 JP JP24474894A patent/JP3735873B2/en not_active Expired - Fee Related
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