【手続補正書】
【提出日】平成16年6月30日(2004.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】配線基板
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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ハンダ付けにより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メタライズ層上にニッケルメッキ層を有してなるセラミック製の配線基板において、該ニッケルメッキ層の厚さを３．５〜８μｍとしたことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
フリップチップ接続方式の集積回路チップをハンダ付けにより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メタライズ層上にニッケルメッキ層を有してなるセラミック製の配線基板において、該ニッケルメッキ層の厚さを３．５〜７μｍとしたことを特徴とする配線基板。
【請求項３】
前記ニッケルメッキ層の少くとも最表面はＮｉ−Ｂメッキによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の配線基板。
【請求項４】
前記ニッケルメッキ層の上には、金メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の配線基板。
【請求項５】
前記金メッキ層は、厚さが０．０１〜１．０μｍであることを特徴とする請求項４記載の配線基板。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、フリップチップ接続方式の集積回路チップをハンダ付けにより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メタライズ層上にニッケルメッキ層を有してなるセラミック製の配線基板において、該ニッケルメッキ層の厚さを３．５〜８μｍとしたことにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
従来の配線基板のパッドをなすメタライズ層上のニッケルメッキ層の厚さは、１〜１．５μｍであったのに対し、本発明においては３．５〜８μｍあり、従来の略２〜３倍以上の厚さがある。このため、ニッケルメッキ層はメタライズ層の露出が防止される程度にその表面に緻密に析出したものとなる。したがって、メッキ液の残留もなく、Ａｕメッキが全面に被着され、或いはその後のハンダバンプの形成時やハンダ付け時においてハンダ不濡れ面がなくなるため、集積回路チップのパッド間でハンダ付けした後において、ハンダ中に発生するボイドは著しく低減される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明において、ニッケルメッキ層の厚さを３．５μｍ以上としたのは、これより薄いと、下地メタライズ層が部分的に露出し、メッキ層にピンホールができハンダが濡れない部分が残存し、その部分に起因してボイドが形成されるためである。一方、ニッケルメッキ層の厚さが８μｍを超えるようだと、メッキ析出時にメッキ層に発生する内部応力やセラミックや下地メタライズ層とメッキ層との熱膨張係数の違いに起因して、そのメッキ後において下地メタライズ層の密着性の低下や密着不良（剥離や基板との間のクラックの発生）を招いてしまい、この面において接続信頼性を低下させる危険性が増大する。本発明において、ニッケルメッキ層の厚さは３．５〜８μｍとすればよいが、好ましくは、３．５〜７μｍの範囲とするとよい。この範囲では、ボイドの発生率も低く、しかも内部応力による下地メタライズ層の剥離の危険性も一層低減できるからである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
なお、ニッケルメッキは、電気的に独立したパッドには無電解メッキやバレルメッキによることになるが、相互に電気的導通が確保されているようなパッドでは電解メッキとすることができる。ただし、その厚さはいずれにおいても、３．５〜８μｍの範囲であればよく、好ましくは、３．５〜７μｍの範囲である。また、ここに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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
そして、本発明に係る配線基板の製造に当たっては、ニッケルメッキ層に金メッキ層若しくは金ニッケル層を形成する場合も含め、ニッケルメッキ層の厚さが３．５〜８μｍ好ましくは３．５〜７μｍとなるように、そのニッケルメッキを複数回に分けてかけるのが好ましい。すなわち、こうしたニッケルメッキ層の厚さは１回のメッキでも得ることができるが、複数回でその厚さとなるようにメッキをかけ、複数のニッケルメッキ層とするのがより好ましい。複数回に分けてメッキをかけた場合には同じ厚さを１回でかけた場合に比べ、下地メタライズ層の被覆がより具合良くなされ、その露出を略皆無とし得る結果、ボイドの発生数を一層低減できるからである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１中１は、フリップチップ接続方式の集積回路チップ接続用の配線基板（パッド部分の断面の一部のみ図示）であり、詳しくは図示しないがアルミナセラミック製のセラミック基板２の一主面２ａには、ビア３に接続されてパッド１１をなすところの多数のメタライズ層４が基板２と共に同時焼成により形成されている。そして、各メタライズ層４には、例えば、無電解メッキ法により、Ｎｉ−Ｂメッキ層からなるニッケルメッキ層５が厚さ（Ｔ）３．５〜８μｍで被着され、その上に、例えば０．０３〜０．１μｍ程度の厚さの金メッキ層６が被着され、パッド１１をなすように形成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
表１より明らかなように、ニッケルメッキの厚さ（Ｔ）１μｍ、２μｍのものでは、ボイドの発生状況（クレータの発生したパッド数）は約１５〜３０％であったのに対して、２．５μｍ〜８μｍ内のものでは、ボイドは発生状況は１０％以下に抑えることができた。とりわけ３．５μｍ以上の場合には６．２％以下に低減されている。図４は、ニッケルメッキ層の厚さ（Ｔ）とボイドの発生状況（全パッドのうちボイド（クレータ）の発生したパッドの率（％））との関係を示したグラフである。このグラフからも理解されるが、ニッケルメッキ層５の厚さ（Ｔ）が厚いほど、ボイドの発生防止に効果的であることがわかる。しかし、前記したように、ニッケルメッキ層５が厚すぎると、そのメッキ後の下地メタライズ層４の剥離やクラックの発生の危険性が増大する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
表１中のニッケルメッキ層５の厚さ（Ｔ）による下地メタライズ層４の剥離の発生状況（剥離の発生したパッド数）からすると、ニッケルメッキ層５の厚さ（Ｔ）は、好ましくは７μｍ以下とすると良いことが分かる。なお、ニッケルメッキ層５の厚さ（Ｔ）が７μｍの場合と７．７μｍの場合におけるボイドの発生状況は、メタライズ層４の剥離のないもののうちの数である。なお、ニッケルメッキ層５の厚さ（Ｔ）が８．２μｍの場合、メタライズ層４が剥離したパッド数が半数以上となったため、ボイドの発生数は測定しなかった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
表３及び図６より明らかなように、本発明範囲のものも含め、前記（表１参照）の１回で所望とするニッケルメッキ層厚さとした場合に比べ、ボイドの発生したパッド数はさらに低減している。このことは、１回でメッキをかけるより２回でメッキをかける方が下地メタライズ層４の被覆がより具合良くなされていることを示すものと考えられる。そして、２回に分けても、ニッケルメッキ層の厚さＴが２．５μｍ以下の場合には３．９μｍ以上の場合に比べてボイドの発生したパッド数は６３以上と依然として多い。また、８．４μｍでは、メタライズ層の剥離の発生が約１３％と、まだ多くみられたのでボイドの発生数は測定しなかった。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
表４及び図６より明らかなように、３回で所望とするニッケルメッキ層５の合計厚さ（Ｔ）とした場合のボイドの発生数は、２回で同メッキをかけた場合と同様ないしそれより少なめである。そして、この場合にも、ニッケルメッキ層の厚さＴが２．６μｍ以下の場合には３．８μｍ以上の場合に比べてボイドの発生したパッド数は４３以上と依然として多い。また、３回に分けても、ニッケルメッキ層５の厚さ（Ｔ）が８．７μｍの場合には、メタライズ層の剥離の発生が約１０％と、まだ多くみられたのでボイドの発生数は測定しなかった。このような結果から複数回でメッキをかけ、複数層のニッケルメッキ層とする場合でもその合計厚さ（Ｔ）は、３．５〜８μｍとするのが適切といえるが、安全性を考慮すると、前記したのと同様、３．５〜７μｍの範囲とするのがより好ましいといえる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
表６より本発明範囲のニッケルメッキ層５の厚さ（Ｔ）においては、そのメッキの回数にかかわらず、ボイドの発生数は少なく良好な結果が得られた。これに対してニッケルメッキ層５の合計厚さが２．７μｍ以下では、ボイドの発生したパッド数は６８以上と依然として多い。またニッケルメッキ層５の合計厚さ（Ｔ）が９．４μｍ以上では剥離が問題となる。この結果からも本発明の効果が実証されるが、複数回でメッキをかける場合には、その作業効率ないし生産性から、３回以下とするのが適切である。また、１回のメッキ厚さは同じとするのがメッキ作業も容易であり好ましい。なお、１回のメッキ厚さは３．０μｍを超えないようにするのが、ブリスターを発生させないためにも好ましい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る配線基板によれば、電極用パッドをなすメタライズ層上のニッケルメッキ層の厚さを３．５〜８μｍとしたことから、メタライズ層の剥離や基板との間のクラックの発生を殆ど発生させることなく、集積回路チップのフリップチップ接続後において、パッド間を接続するハンダ中のボイドの発生を極めて効果的に低減できる。この結果、フリップチップ接続方式の半導体装置として、その電気的接続の信頼性を飛躍的に高めることができる。とりわけ、ニッケルメッキ層の厚さを３．５〜７μｍとしたものでは、メタライズ層の剥離も略皆無とし得、したがってその電気的接続の信頼性を一層飛躍的に高めることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】削除
【補正の内容】