JPH11307677A

JPH11307677A - 配線基板およびその製造方法

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Publication number: JPH11307677A
Application number: JP10884498A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ono; 大野　　猛
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1999-11-05
Anticipated expiration: 2018-04-20
Also published as: JP4387475B2

Abstract

(57)【要約】【目的】フリップチップ接続方式の配線基板であっ
て、その電極用パッドをなす導体層の最表面に存在する
スズメッキの表面状態を所定の状態にコントロールし
て、フリップチップ接続による電気的接続の信頼性を高
めた配線基板を提供する。【構成】フリップチップ接続方式の集積回路チップを
電気的に接続するための電極用パッド群を備え、該各電
極用パッドをなす導体層の最表層にスズメッキ層を有し
てなる配線基板において、該スズメッキ層の表面に存在
する、最長径が０．３μｍ以上であるボイドの個数を、
１００μｍ^２当り５０個以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板に関し、
詳しくはフリップチップ接続方式の半導体集積回路チッ
プを電気的に接続するための電極用パッド群（多数の電
極用パッド）を有する配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化・薄型化および
信号処理速度の高速化が急速に進むなかで、半導体集積
回路チップ（以下、単にチップという）の実装技術が製
品の性能を左右するまでになってきている。最近では、
チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）や、パッケージを用
いずにチップを基板に直接ボンディングするフリップチ
ップ実装を用いたマルチチップモジュール（ＭＣＭ）が
盛んに開発されている。

【０００３】チップ実装方式のうち、フリップチップ接
続方式は、一主面の所定の箇所に電極（入出力接続端
子）用パッドを配置したチップを配線基板の各電極用パ
ッドに電気的に接続するものであり、実装面積や実装高
さといった点で高密度化を実現できる方式である。チッ
プと配線基板との接続を最短距離で接続でき、また、ワ
イヤボンディング方式と比較してインダクタンス成分を
減らすことができるため、信号処理の高速化や高周波化
にも有利である。コンピューターのＭＰＵ用パッケージ
においては、フリップチップ接続方式はクロック動作周
波数が３００ＭＨｚ以上の領域では必須の実装方式にな
るといわれている。具体的には、ボールグリットアレイ
（ＢＧＡ）、ピングリットアレイ（ＰＧＡ）、ランドグ
リットアレイ（ＬＧＡ）等の配線基板（以下、単に基板
ともいう）に広く採用されている。

【０００４】このような配線基板およびその電極用パッ
ド（以下、単にパッドともいう）は、例えば、アルミナ
セラミックからなるセラミック製の薄膜配線基板にあっ
ては、次のようにして製造される。すなわち、アルミナ
グリーンシートに金型等を用いて表裏面を貫通するビア
ホールを穿設した後、タングステンやモリブデン等の高
融点金属粉末を主体とするメタライズペーストをビアホ
ール中に充填し、同時焼成して、基板の両面間を電気的
に接続するためのビア導体を有する基板を得る。

【０００５】得られた基板の両面を研磨加工して平らに
した後、基板の一主面にスパッタ法により薄膜層を形成
する。該薄膜層上に感光性レジストを塗布してレジスト
膜を形成し、フォトリソ加工によりパターン抜きを行な
う。そのパターン抜き部に電気メッキにより配線層を形
成する。その後、残ったレジスト層を剥離し、該配線層
以外の薄膜層をエッチング除去し、薄膜パターンを得
る。基板のもう一方の主面についても同様の作業を行な
う。但し、もう一方の主面上のパターンへの電気的導通
を確保するために、エッチングは、もう一方の主面のメ
ッキ終了後に行なう。こうして表裏面の薄膜パターンを
形成した後、再び感光性レジストを塗布してメッキレジ
スト層を形成し、今度はフリップチップ接続に必要とさ
れる部位を選択的にパターン抜きする。そしてパターン
開口部に電解銅メッキを施した後、防錆用に電解金メッ
キを薄付けする。更に、フリップチップ接続時にチップ
側の金バンプと低融点合金を形成するためのスズメッキ
を施した後、メッキレジストを剥離して、電極用パッド
の形成を完了する。

【０００６】そして、フリップチップ接続方式によるア
ッセンブリーにおいては、図１乃至図３に示されるよう
に、配線基板１の各電極用パッド１１とチップ３１の各
電極用パッド３２に形成した金バンプ３３とが一致する
ようにして重ね、リフロー炉等を用いて加熱して、配線
基板１の電極パッド１１の最表層にあるスズメッキ層６
とチップ３１の電極用パッド３２に形成した金バンプ３
３とが低融点合金を形成してハンダ付けすることによ
り、パッド１１、３２間の電気的接続を行なっていた。

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】ところが、近時においては配線基板１のパ
ッド１１の最表層にあるスズメッキ層６とチップ３１の
パッド３２に形成した金バンプ３３とが低融点合金を形
成してハンダ付けが行なわれたにもかかわらず、所望の
接合強度が得られず、パッド１１、３２間の電気的接続
の信頼性に問題があるといった指摘が浮上してきた。

【０００８】こうした中、本願発明者らはフリップチッ
プ接続強度不足の原因は、配線基板１上のパッド１１の
スズメッキ層６表面への残留レジストなどの有機物残さ
が影響しているものと考え、最終工程まで経た製品のパ
ッド１１の表面状態を分析調査したところ、図４に示さ
れるように、スズメッキ層６の表面にはボイドが多数存
在していることを確認した。

【０００９】従来のスズメッキ層の形成方法において
は、例えば直径５０μｍといった微小面積の電極用パッ
ド上のメッキ厚みバラツキを安定させることを目的とし
て、スズメッキの電流密度を０．５〜０．８Ａ／ｄｍ^２
程度の比較的低い範囲に限定して行なっていた。その結
果、得られるスズメッキの表面状態は比較的ポーラスで
あり、最長径０．３μｍ以上のボイドが多数存在してい
た。図６乃至図７に示すチップの接合力試験を実施する
と、正常な接合を得られた場合の破断モードは、図９に
示すように基板側の薄付け金メッキ付き銅メッキ層５で
破断するモード、あるいは、３３ａの金バンプで破断す
るモードであるが、従来のポーラスな状態のスズメッキ
品を用いた場合の破断モードは、図８に示すようにチッ
プ側の金バンプ３３と基板側のスズメッキ層６との接合
領域付近で破断するモードであり、スズメッキの表面状
態がチップの接合力に影響を与えていることを示唆する
結果であった。チップの接合力劣化の原因としては、図
１０に示すようにスズメッキ層６の表面のボイド７中に
レジストがトラップされて有機物残さ８となり、その後
のチップ接続時のハンダ濡れ性が劣化したものと推察さ
れた。そこで、本願発明者らは、スズメッキ工程の条件
を変化させて、スズメッキ層６の表面状態を種々変えた
サンプルを作り、これにチップをフリップチップ接続
し、接合強度試験を繰り返し実施して、接合強度とスズ
メッキ層６の表面状態との相関関係を調査した結果、ス
ズメッキ層６の表面に存在するボイド７の寸法と発生数
を所定の範囲に設定した場合には、フリップチップ接続
の接合強度を格段に向上できることを見出した。

【００１０】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、フリップチップ接続
方式の配線基板であって、その電極用パッドをなす導体
層の最表面にスズメッキされてなるものにおいて、その
スズメッキ層の最表面に存在するボイドの寸法と発生数
を所定の範囲に設定することで、フリップチップ接続に
よる電気的接続の信頼性を高めることのできる配線基板
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、フリップチップ接続方式の集積回路チップ
を電気的に接続するための電極用パッド群を備え、該各
電極用パッドをなす導体層の最表層にスズメッキ層を有
してなる配線基板において、該スズメッキ層の表面に存
在する、最長径が０．３μｍ以上であるボイドの個数
を、１００μｍ^２当り５０個以下としたことにある。

【００１２】上記電極用パッドの寸法としては通常、直
径３０〜１００μｍといった微小面積のものが多く、特
に直径５０μｍ程度の大きさのものが多用されている。
このような微小面積の電極用パッド上のスズメッキにお
いては、直径１００μｍ以上の比較的大面積のパッドで
は影響のでない程度のボイドがあっても、微小面積にあ
っては、例えばハンダ付け性が劣化するといった影響が
でる。これはフリップチップ接続におけるチップの金バ
ンプと基板の電極用パッド上のスズメッキとの接合強度
の劣化を引き起こす。微小面積の電極用パッドの場合で
も安定した接合強度を得るためには、スズメッキ層の表
面に存在するボイドを量、質共に通常の場合よりもシビ
アにコントロールすることが必須である。特に、最長径
が０．３μｍ以上であるボイドの個数を、１００μｍ^２
当り５０個以下にすることが、安定した接合強度を得る
ために効果的である。良好な結果が得られる具体的なス
ズメッキの表面状態を図５に示す。

【００１３】スズメッキ上のボイドがフリップチップ接
続の接合強度を劣化させる原因は必ずしも明らかではな
いが、図１０に示すようにスズメッキ層６表面６ａのボ
イド７中にトラップされたレジスト材等の有機物残さ８
が原因であると推察される。その根拠を示す実験データ
としては以下のものがある。すなわち、本願発明者ら
は、スズメッキ工程の条件を変化させて、スズメッキ層
６の表面状態を種々変えたサンプルを作り、これにチッ
プをフリップチップ接続し、接合強度試験を繰り返し実
施して、接合強度とスズメッキ層６の表面状態との相関
関係を調査した結果、スズメッキ層６の表面６ａに存在
するボイド７の寸法と発生数を所定の範囲に設定した場
合には、フリップチップ接続の接合強度を格段に向上で
きることを見出した。併せて上記スズメッキの表面状態
ごとに、その表面近傍のスズ、酸素および炭素含有量を
オージェ電子分析した結果、該スズメッキ表面近傍のス
ズ、酸素および炭素の３成分の原子％の合計を１００％
とした場合において、該スズメッキの表面近傍で検出さ
れるスズの原子％に対する炭素の原子％の比が０．５以
下であるものが優れたチップ接合強度を示した。このこ
とから、チップ接合強度にはスズメッキ表面近傍の有機
物の付着が大きく影響していることが示唆され、その有
機物が付着するポイントが上記スズメッキ表面６ａのボ
イド７であると推察したのである。

【００１４】ちなみに、ここでいう「表面近傍」とは、
スズメッキ表面から５０オングストローム（０．００５
μｍ）程度の深さまでをいい、オージェ分析装置による
表面分析で知見を得ることが可能な深さの範囲を指す。
実質的には、ボイドの径が０．３μｍあった場合、有機
物残さは「表面近傍」よりも深いところ、つまりはスズ
メッキ表面から５０オングストローム以上の深さまで入
っているものと思われるが、ここではオージェ分析によ
り検出可能な表面および深さまでの分析結果を用いて発
明を規定した。何故なら、フリップチップ接続では電極
用パッドの表面状態が、接合強度等の接続信頼性に最も
大きく影響するからである。

【００１５】ボイドをコントロールした上記スズメッキ
の厚みとしては、１〜６μｍの範囲が望ましく、特には
２〜４μｍの範囲が好ましい。スズメッキ厚みが１μｍ
以下では、メッキ上のボイドのコントロールが困難であ
る。スズメッキ厚みが６μｍ以上では、メッキ被膜の応
力が大きくなり、基板側の導体薄膜の密着力を低下させ
る原因となる。

【００１６】配線基板には、薄膜や厚膜を用いたセラミ
ック配線基板を用いることができる。セラミックの材質
は特に限定されるものではないが、アルミナ、窒化アル
ミニウム、セラミックフィラーをガラスに添加したセラ
ミック−ガラス複合材料（いわゆるガラスセラミックあ
るいは低温焼成材料）、各種誘電体材料、炭化珪素ある
いは窒化珪素といったものを用いることができる。

【００１７】セラミック薄膜配線基板においては、電極
用パッドのスズメッキの下地となる配線として、基板面
から順にチタン−銅−金の３層からなる薄膜導体上に、
上記薄膜面から順に銅−金の２層からなるメッキを施し
たものを用いることができる。本願における薄膜導体の
層構成としては、チタン−銅−金の３層構造に限ったも
のではなく、セラミック基板と化学的接合力が得られる
層構成であれば、あらゆる層構成の薄膜が使用可能であ
る。同じく、本願におけるスズメッキ層の下地のメッキ
層の構成としては、銅−金の２層構造に限ったものでは
なく、銅のみ、あるいは銅−パラジウムといった任意の
組合わせが可能である。

【００１８】配線基板としては他に、単板あるいは多層
のセラミック厚膜配線基板を用いることができる。セラ
ミック厚膜配線基板においては、電極用パッドのスズメ
ッキの下地となる配線として、銅、銀、白金、パラジウ
ム、金の少なくとも１種類の金属からなる厚膜導体上
に、上記厚膜面から順にニッケル−金の２層からなるメ
ッキを施したものを用いることができる。本願における
スズメッキ層の下地のメッキ層の構成としては、ニッケ
ル−金の２層構造に限ったものではなく、ニッケルの
み、ニッケル−パラジウム、ニッケル−銅、ニッケル−
銅−パラジウムあるいはニッケル−銅−金といった任意
の組合わせが可能である。貴金属系の厚膜材料はパラジ
ウム、白金を除いて耐ハンダ性が低いため、メッキの第
１層目は耐ハンダ性の高いニッケルメッキを施すことが
好ましい。また、ニッケルメッキには、Ｎｉ−Ｂメッ
キ、Ｎｉ−Ｐメッキ、Ｎｉ−Ｃｏメッキ等のＮｉ合金メ
ッキも含む。

【００１９】配線基板として更には、ＢＴ（ビスマレイ
ミド−トリアジン）あるいはエポキシといった耐熱性樹
脂を主成分とするプリント配線基板を用いることができ
る。電極用パッドのスズメッキの下地となる配線とし
て、上記基板面から順に銅−ニッケル−金の３層からな
るメッキを施したものを用いることができる。本願にお
けるスズメッキ層の下地のメッキ層の構成としては、銅
−ニッケル−金の３層構造に限ったものではなく、銅−
ニッケル−パラジウム、あるいは銅−ニッケルといった
任意の組合わせが可能である。ちなみに銅は銀や金と比
較して耐ハンダ性は高いものの、やはり銅の上には耐ハ
ンダ性の高いニッケルメッキを施すことが好ましい。ま
た、ニッケルメッキには、Ｎｉ−Ｂメッキ、Ｎｉ−Ｐメ
ッキ、Ｎｉ−Ｃｏメッキ等のＮｉ合金メッキも含む。

【００２０】本願発明の配線基板のスズメッキ層を形成
するにあたっては、スズメッキ浴に負荷する電流密度を
０．８〜３．０Ａ／ｄｍ^２とすることが好ましい。電流
密度が０．８Ａ／ｄｍ^２以下の場合、スズメッキ層の表
面にボイドが多数発生し、フリップチップ接続の信頼性
を低下させる。一方、電流密度が３．０Ａ／ｄｍ^２以上
の場合、スズメッキ層の表面のボイドは発生しないが、
その代わりにスズメッキの異常成長が起こり、スズメッ
キ表面に瘤のような凸部が多数発生するようになる。こ
の凸部はスズメッキ被膜の品質を低下させるものなの
で、このような電流密度を用いることは好ましくない。
本範囲の電流密度でスズメッキを行なえばメッキ被膜は
密になり、ボイドや異常成長による凸部の発生が抑えら
れ、レジスト等の有機物残さがスズメッキの表面に残り
にくくなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を詳
しく説明する。セラミック薄膜配線基板の作製公知技術のドクターブレード法を用いて、厚み４８０μ
ｍのアルミナグリーンシートを作成する。該アルミナグ
リーンシートに対して、金型を用いて直径１５０μｍの
ビアホールを所定のパターンに従がって穿設する。タン
グステン粉末を導電成分とするメタライズペーストを上
記ビアホール中に充填した後、１５００℃で同時焼成し
て、基板の両面間を電気的に接続するためのビア導体を
有するセラミック基板を得る。

【００２２】得られたセラミック基板の両面を研磨加工
して平らにした後、基板の一主面全体に、チタン、パラ
ジウムの順番でスパッタ法により２層構造の薄膜層を形
成した。該薄膜層上に感光性レジストをスピンコーター
を用いて塗布してレジスト膜を形成した。表面実装用パ
ターンを含めた配線基板のパターンを表したガラスマス
クを用いて紫外線光を照射して露光・現像を行い、所定
の表面実装用パターンを形成した。そのパターン抜き部
に電解金メッキにより配線層を形成する。その後、残っ
たレジスト層を剥離し、該配線層以外の薄膜層のエッチ
ング除去を行い、所望の表面実装用薄膜配線パターンを
得るが、もう一方の主面の電気的導通の確保のため、も
う一方の主面の電解メッキ終了後に行なう。

【００２３】基板のもう一方の主面についても同様に、
全体にチタン、銅の順番でスパッタ法により２層構造の
薄膜層を形成した。該薄膜層上に感光性レジストをスピ
ンコーターを用いて塗布してレジスト膜を形成した。表
面実装用パターンを含めた配線基板のパターンを表した
ガラスマスクを用いて紫外線光を照射して露光・現像を
行い、所定の表面実装用パターンを形成した。そのパタ
ーン抜き部に銅、金の順に電解メッキにより配線層を形
成する。その後、残ったレジスト層を剥離する。

【００２４】再び感光性レジストを塗布してメッキレジ
スト層を形成し、フリップチップ接続のための電極用パ
ッドのパターンを表したガラスマスクを用いて紫外線光
を照射して露光・現像を行い、フリップチップ接続に必
要とされる部位のみを選択的にパターン抜きした。そし
て該パターン開口部に電解銅メッキを３μｍの厚みで施
した後、防錆用に電解金メッキを０．１μｍの厚みで薄
付けした。その後、残ったレジストを剥離し、該配線層
以外の薄膜層をエッチング除去し、所望の表面実装用の
薄膜配線パターンを得た。再び感光性レジストを塗布し
てメッキレジスト層を形成し、フリップチップ接続のた
めの電極用パッドのパターンを表したガラスマスクを用
いて紫外線光を照射して露光・現像を行い、フリップチ
ップ接続に必要とされる部位のみを選択的にパターン抜
きした。更に、該パターン開口部に、電流密度を０．２
５〜３．５Ａ／ｄｍ^２の範囲で振ってスズメッキを施し
た。スズメッキ液は、第１硫酸錫を３０ｇ／ｌ、濃硫酸
を１０５ｍｌ／ｌおよび光沢剤（商品名：ティングロコ
ーモスターコンク（ジャパンメタル社製））を２０ｇ／
ｌ添加して調整したものを使用した。スズメッキ後、メ
ッキレジストを剥離して、電極用パッドの形成を完了し
た。

【００２５】フリップチップ接続工程寸法が１０ｍｍ角×厚み１．０ｍｍで、直径５０μｍの
電極用パッドを１．６ｍｍ角中に１３列×１３行、すな
わち、１６９個有するアルミナセラミック製薄膜配線基
板を用意した。また、寸法が２．０ｍｍ角×厚み０．５
ｍｍで、直径５８μｍの金バンプを１．６ｍｍ角中に１
３列×１３行、すなわち、１６９個有するシリコンチッ
プを用意した。薄膜配線基板の電極用パッドとシリコン
チップの各電極用パッドに形成した金バンプとが一致す
るようにして重ね、最高温度３５０℃×５分の条件でリ
フロー炉を通して加熱・接合した。

【００２６】フリップチップ接合力試験フリップチップ接続した薄膜配線基板をセラミック板に
接着剤で接着・固定した後、該セラミック板をプッシュ
ゲージのステージに固定した。プッシュゲージを用いて
シリコンチップの側面からフリップチップ接続部にせん
断力を加えて行き、チップ接続部で破断が生じたときの
強度および破断が接続部のどの部位で発生したかの破断
モードを測定・確認した。試験の概要を図６乃至図７に
示した。接合力試験の結果を表１に併記した。

【００２７】ボイドの最長径の測定方法スズメッキ浴に印加する電流密度の値を０．２５〜３．
５Ａ／ｄｍ^２の範囲で振って、電流密度がスズメッキの
表面状態にどのような影響を与えるのかを調査するため
に、スズメッキを施した電極用パッドの表面状態につい
て、以下のように分析・確認した。すなわち、１００μ
ｍ^２の面積のスズメッキ表面にある、最長径φｍａｘが
０．３μｍ以上であるボイドの個数をＳＥＭ写真上で確
認した。ここで言う「最長径」とは、不定形なボイドに
おいて最も大きい寸法値が得られる部位の長さを示すも
のである。ボイドの最長径φｍａｘの測定方法を図１１
に示した。

【００２８】スズメッキ表面近傍のオージェ電子分析スズメッキ層の表面状態が、スズメッキ表面近傍におけ
る有機物残さの量や酸化の度合いにどのような影響を与
えるのかを調査・確認するために、スズメッキ表面近傍
のオージェ電子分析を行なった。オージェ電子分析によ
るスズ、酸素および炭素の各含有量の分析・測定は以下
のような条件で行なった。分析装置：ＪＡＭＰ−３０（日本電子製）加速電圧：１０ｋＶ照射電流：３×１０^−７ｍＡスポット径（分析面積）：φ２０μｍこれらの測定条件では、測定資料の表面から約５０オン
グストローム（０．００５μｍ）の深さまでの物質の情
報が得られる。ここで分析領域を５０オングストローム
（０．００５μｍ）の深さまでに限定した理由は、フリ
ップチップ接続の信頼性を大きく左右するのが、スズメ
ッキの表面近傍の異物付着や酸化だからである。分析結
果を表１に併記した。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１に示した接合強度試験の結果をみる
と、スズメッキ層の表面において、最長径が０．３μｍ
以上であるボイドの個数が、１００μｍ^２当り５０個以
上である試料番号１および２の接合強度試験での破断モ
ードは、配線基板側のスズメッキ層とフリップチップ側
の金バンプとの接合界面で破断するモードであった。こ
の破断モードは、スズメッキ層と金バンプとの間で充分
な接合を得るだけの合金化が促進されなかったことを示
すものである。接合強度についても、２ｋｇ以下の低い
値であった。

【００３１】一方、スズメッキ層の表面において、最長
径が０．３μｍ以上であるボイドの個数が、１００μｍ
^２当り５０個以下である試料番号３乃至６の接合強度試
験での破断モードは、配線基板側の銅メッキ層での破断
であった。この破断モードは、スズメッキ層と金バンプ
との間で充分な接合を得るだけの合金化が促進されたこ
とを示すものである。接合強度についても、３ｋｇ以上
の高い値であった。これらの結果を比較すれば、スズメ
ッキ層のボイドの状態によってフリップチップ接続の接
合強度が左右されることは明らかである。

【００３２】また、表１に示したスズメッキ表面近傍の
オージェ電子分析の結果をみると、スズメッキ層の表面
において、最長径が０．３μｍ以上であるボイドの個数
が、１００μｍ^２当り５０個以上である試料番号１およ
び２については、スズ含有量に対する炭素含有量の比が
２以上ある。

【００３３】一方、スズメッキ層の表面において、最長
径が０．３μｍ以上であるボイドの個数が、１００μｍ
^２当り５０個以下である試料番号３乃至６については、
スズ含有量に対する炭素含有量の比が０．５以下であ
る。これらの結果を比較すれば、スズメッキの表面状態
が粗になる程、有機物残さを取り込み易くなる傾向が高
まることがわかる。

【００３４】更に、表１に示した電流密度の値をみる
と、良好なフリップチップ接続性が得られた試料番号３
乃至６では、電流密度を０．８〜３．０Ａ／ｄｍ^２の範
囲に設定していたことがわかる。電流密度が本願範囲
より低い場合では、スズメッキ表面に多数のボイドが発
生し、フリップチップ接続の信頼性を低下させているこ
とがわかる。

【００３５】一方、電流密度が本願範囲より高い場合で
は、スズメッキ表面のボイドの発生は抑制できるが、過
剰な電流密度に起因する瘤状の凸部がスズメッキ表面に
異常成長し、スズメッキの品質を劣化させてしまう。以
上の結果より、本願範囲の電流密度でスズメッキ工程を
実施することで、良好なフリップチップ接続性を有する
配線基板が得られる。

【００３６】

【発明の効果】以上に説明したように本願発明の配線基
板は、フリップチップ接続する電極用パッドの最表面に
おいて、最長径が０．３μｍ以上であるボイドの個数
が、１００μｍ^２当り５０個以下であるようにスズメッ
キを施すことによって、良好な接合強度を有するフリッ
プチップ接続が可能となる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配線基板の実施形態を説明するパ
ッド部分の拡大断面図。

【図２】図１の配線基板のパッドに、フリップチップ接
続方式の集積回路チップをそのパッドを位置決めして搭
載したリフロー前の状態を説明する拡大断面図。

【図３】図２においてリフローして集積回路チップを配
線基板の電極用パッドにフリップチップ接続した際のパ
ッド間の接続状態を説明する拡大断面図。

【図４】従来のスズメッキの表面状態を示すＳＥＭ写真
像。

【図５】本願発明におけるスズメッキの表面状態を示す
ＳＥＭ写真像。

【図６】配線基板にフリップチップ接続してなる集積回
路チップに接合強度試験において負荷を印加した際の説
明図。

【図７】配線基板から集積回路チップが破断した際の説
明図。

【図８】従来の表面状態のスズメッキを有する配線基板
を用いた場合において、配線基板から集積回路チップを
破断させた際の説明図。

【図９】本願発明の表面状態のスズメッキを有する配線
基板を用いた場合において、配線基板から集積回路チッ
プを破断させた際の説明図。

【図１０】従来の配線基板における電極用パッドの最表
面に形成したスズメッキに発生したボイド中に有機物残
さがトラップされた状態を示す説明図。

【図１１】本願発明におけるスズメッキ表面のボイドの
最長径の測定方法を示す説明図。

【符号の説明】

１配線基板２セラミック基板３ビアホール導体電極パッド用の薄膜層４ａチタン薄膜４ｂ銅薄膜薄付け金メッキ付き銅メッキ層５ａ銅メッキ層５ｂ金メッキ層６スズメッキ層７スズメッキ表面のボイド８スズメッキ表面のボイド中の有機物残さ１１配線基板の電極用パッドフリップチップ接続方式の集積回路チップ集積回路チップの電極用パッド金バンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フリップチップ接続方式の集積回路チッ
プを電気的に接続するための電極用パッド群を備え、該
各電極用パッドをなす導体層上にスズメッキ層を有して
なる配線基板であって、該スズメッキ層の表面におい
て、最長径が０．３μｍ以上であるボイドの個数が、１
００μｍ^２当り５０個以下であることを特徴とする配線
基板。
【請求項２】前記スズメッキ層の厚さを１〜６μｍと
することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】前記配線基板がセラミック配線基板であ
ることを特徴とする請求項１乃至２に記載の配線基板。
【請求項４】前記電極パッドは、銅または金の少なく
とも１種類から選ばれる金属からなることを特徴とする
請求項３に記載の配線基板。
【請求項５】前記電極用パッドは、基板面から順にチ
タン−銅−金の３層からなる複層構造の薄膜と、該スパ
ッター膜面から順に銅−金−スズの３層からなる複層構
造のメッキ膜と、からなることを特徴とする請求項３に
記載の配線基板。
【請求項６】前記電極用パッドは、基板面に形成した
銅、銀、白金、金、パラジウムの少なくとも１種類の金
属からなる厚膜と、該厚膜面から順にニッケル−金−ス
ズの３層からなる複層構造のメッキ膜と、からなること
を特徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項７】前記電極用パッドは、基板面に形成した
銅、銀、白金、パラジウム、金の少なくとも１種類の金
属からなる厚膜と、該厚膜面から順にニッケル−スズの
２層からなる複層構造のメッキ膜と、からなることを特
徴とする請求項３に記載の配線基板。
【請求項８】前記配線基板が耐熱性樹脂を主成分とす
るプリント配線基板であることを特徴とする請求項１乃
至２に記載の配線基板。
【請求項９】前記電極用パッドは、基板面から順に銅
−ニッケル−金−スズの４層からなる複層構造のメッキ
膜からなることを特徴とする請求項７に記載の配線基
板。
【請求項１０】前記電極用パッドは、基板面から順に
銅−ニッケル−スズの３層からなる複層構造のメッキ膜
からなることを特徴とする請求項７に記載の配線基板。
【請求項１１】スズメッキ表面近傍のスズ、酸素およ
び炭素の３成分の原子％の合計を１００％とした場合に
おいて、スズメッキの表面近傍で検出されるスズの原子
％に対する炭素の原子％の比が０．５以下であることを
特徴とする、請求項１乃至２に記載の配線基板。
【請求項１２】スズメッキ工程において、スズメッキ
浴に負荷する電流密度を０．８〜３．０Ａ／ｄｍ^２とす
ることを特徴とする、請求項１乃至２に記載の配線基板
の製造方法。